二维异质结构 p-n 结中的层间激子光电子学
介观与纳米尺度物理
2017-01-05 v1
摘要
半导体异质结构是基于固态的光电子器件的基石。范德华异质结构组装技术的最新进展，使得半导体异质结的能带工程可用于原子级厚度的光电子器件。在具有 II 型能带对齐的二维异质结构中，层间激子（即库仑束缚的电子和空穴被限制在相对的层中）展现出了用于新型激子器件的诱人特性，包括大的结合能、微米尺度的面内漂移扩散，以及长的布居和谷极化寿命。在此，我们展示了基于 MoSe2-WSe2 异质双层中静电定义的横向 p-n 结的层间激子光电子学。施加正向偏压实现了对层间激子电致发光的首次观测。在零偏压下，该 p-n 结作为高灵敏度光电探测器工作，其中依赖于波长的光电流测量允许直接观测层间激子的共振光学激发。由层间激子产生的光电流幅值比层内激子共振激发小约200倍。这意味着由于电子和空穴在空间上分离至相对的层，层间激子的振子强度比层内激子的振子强度小两个数量级。这些结果为在未来二维异质结构光电子器件中利用层间激子奠定了基础。
引用
@article{arxiv.1701.00802,
title = {Interlayer Exciton Optoelectronics in a 2D Heterostructure p-n Junction},
author = {Jason S. Ross and Pasqual Rivera and John Schaibley and Eric Lee-Wong and Hongyi Yu and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Jiaqiang Yan and David Mandrus and David Cobden and Wang Yao and Xiaodong Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.00802},
year = {2017}
}
备注
Nano Letters: http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.nanolett.6b03398