单层二硫属化物中一维缺陷的非线性暗场成像
介观与纳米尺度物理
2020-02-05 v1
摘要
比宿主维度小一维的扩展缺陷，例如三维材料中的二维晶界或二维材料中的一维晶界，可能尤其具有破坏性，因为它们直接阻碍电荷、自旋或热的输运，并可在原本为半导体的体系中引入金属性。遗憾的是，目前缺乏一种快速、非破坏性地成像二维材料中一维缺陷的技术。扫描透射电子显微镜（STEM）、拉曼、光致发光和非线性光学光谱都极有价值，但现有实现方式存在通量低和破坏性（STEM）或在纳米尺度上明确灵敏度的局限性。在此我们证明，暗场二次谐波产生（SHG）显微镜可快速、高效且非破坏性地探测单层二硫属化物（即 MoSe2、MoS2 和 WS2）中的晶界和边缘。暗场 SHG 有效分离发射光的空间分量，并利用不同取向晶畴的干涉效应，通过切伦科夫型 SHG 发射将晶界和边缘定位为极亮的二维图案（一维图案）。MoSe2 单层中该发射的频率依赖性可用与缺陷金属性相关的等离子体增强 SHG 来解释。这种用于二维不同半导体中晶界结构、畴取向和局域一维等离子的纳米尺度成像的新技术，从而能更快速地推进应用与基础材料发现。
引用
@article{arxiv.1903.05139,
title = {Nonlinear dark-field imaging of 1D defects in monolayer dichalcogenides},
author = {Bruno R. Carvalho and Yuanxi Wang and Kazunori Fujisawa and Tianyi Zhang and Ethan Kahn and Ismail Bilgin and Pulickel M. Ajayan and Ana M. de Paula and Marcos A. Pimenta and Swastik Kar and Vincent H. Crespi and Mauricio Terrones and Leandro M. Malard},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.05139},
year = {2020}
}
备注
15 pages, 5 figures