二维锡上石墨烯的非平衡载流子动力学与能带结构

在 SiC(0001) 上的外延石墨烯中插入 Sn，会在 SiC 表面形成有序的 Sn $(1\times1)$ 结构，其上覆盖准自由态的石墨烯。虽然过去已经对单层的电子性质进行了研究，但由 2D\,Sn 层与石墨烯之间可能的层间相互作用引起的新兴现象仍未被探索。我们使用时间分辨和角分辨光电子能谱揭示了 Sn 插入石墨烯的 Dirac 锥内令人惊讶的短寿命非平衡载流子分布。此外，我们发现石墨烯 $\pi$ 带的束缚能出现瞬态增加，我们将其归因于石墨烯层的空穴充电。我们结合密度泛函理论对石墨烯-2D\,Sn 异质结构的计算结果来解释我们的实验结果，计算揭示了石墨烯 $\pi$ 带与 Sn 态之间存在显著的杂化，为层间高效的超快电荷转移提供了通道。我们关于石墨烯-2D\,Sn 模型系统的结果预计将引发对通过外延石墨烯插层获得的类似异质结构的类似研究。鉴于过去已成功插层的材料种类繁多，我们相信本工作揭示的层间相互作用仅是冰山一角，在不久的将来还会发现许多迷人的新兴现象。