单层与双层 WS2 发光晶体管

我们实现了基于 WS2 单层和双层的 ambipolar 离子液体门控场效应晶体管，并研究了其光电响应。对输运性质的全面表征证明了这些器件在电子和空穴积累方面的高质量，从而能够定量测定带隙（单层为 $\Delta_{1L} = 2.14$ eV，双层为 $\Delta_{2L} = 1.82$ eV）。这也使得晶体管能够在 ambipolar 注入机制下工作，即电子和空穴同时在器件的两个相反触点注入，我们在 FET 沟道中观察到了光发射。对发射光谱性质的定量分析，结合与从输运测量获得的带隙值的比较，显示了我们结果的内部一致性，并允许对激子结合能进行定量估算。我们的结果证明了离子液体门控与纳米电子系统结合的强大能力，以及该技术与半导体过渡金属二硫化物光学测量的兼容性。这些发现为进一步在比迄今为止探索的更宽的载流子密度范围内研究这些系统的光学性质开辟了道路。