二维 WSe2-AlScN 异质结中谷极化发射的非易失调控
介观与纳米尺度物理
2023-11-15 v1 应用物理
摘要
在单层过渡金属硫族化物（ML-TMD）中实现稳健且电控的谷极化是面向实际谷电子学应用的前沿挑战。理论研究表明，将二维材料与铁电体集成是一种有前景的策略；然而其实验演示一直未能实现。本文中，我们制备了以 ML-WSe2 为沟道、AlScN 铁电介质为栅介的的铁电场效应晶体管，并实验演示了谷极化的高效调控与非易失控制。我们测量了大量晶体管，在 80 K 下获得最大约 27% 的谷极化，稳定保持达 5400 秒。谷极化的增强归因于高效的激子到三子（X-T）转换及其与面外电场的耦合，即量子受限 Stark 效应。这改变了谷去极化路径，由强交换相互作用变为缓慢自旋翻转的谷间散射。本研究展示了实现谷极化非易失控制的可行途径，并为实用谷电子器件提供了新设计原则。
引用
@article{arxiv.2311.08275,
title = {Non-Volatile Control of Valley Polarized Emission in 2D WSe2-AlScN Heterostructures},
author = {Simrjit Singh and Kwan-Ho Kim and Kiyoung Jo and Pariasadat Musavigharavi and Bumho Kim and Jeffrey Zheng and Nicholas Trainor and Chen Chen and Joan M. Redwing and Eric A Stach and Roy H Olsson and Deep Jariwala},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.08275},
year = {2023}
}
备注
Manuscript (22 pages and 5 figures), supporting information