莫尔耦合可调局域化：MoSe2/WS2异质双层中同步型 I 与型 II 能带对齐
材料科学
2025-02-21 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
exhibiting 能带对齐和电子空穴局域化的莫尔耦合异质双层材料，由于扭转角度可被精确调控，已成为研究复杂量子现象的亮丽平台。虽然大多数过渡金属硫化物(TMDs)异质双层材料具有类型 II 能带对齐，但引入类型 I 能带对齐可实现更强的光-物质耦合和增强的辐射发射。本文通过 first-principles GW 加上 Bethe Salpeter 方程(GW-BSE)计算和时-角分辨光谱( tr-ARPES)测量，显示与以往认识相反，MoSe2/WS2 异质双层在大扭转角下具有类型 I 能带对齐，而在小扭转角下由于不同高对称区域的结构重构，同时存在类型 I 和类型 II 能带对齐区域。在 tr-ARPES 中，与我们的计算一致，仅在大扭转角样品的 MoSe2 中观察到长寿命电子 population，而在小扭转角样品中观察到两个 distinct 长寿命激子信号。此外，尽管两层导带近似退核，仍不存在激子杂化，表明该材料中先前观察到的吸收峰源于晶格重构。我们的发现阐明了 MoSe2/WS2 异质结构中复杂能量景观，其中类型 I 和类型 II 能带对齐的共存为莫尔耦合可调光电子器件开辟了具有内在侧向异质结的道路。
引用
@article{arxiv.2502.14138,
title = {Moir\'e-Tunable Localization of Simultaneous Type I and Type II Band Alignment in a MoSe2/WS2 Heterobilayer},
author = {Jiaxuan Guo and Zachary H. Withers and Ziling Li and Bowen Hou and Alexander Adler and Jianwei Ding and Victor Chang Lee and Roland K. Kawakami and Gerd Schönhense and Alice Kunin and Thomas K. Allison and Diana Y. Qiu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.14138},
year = {2025}
}