二维半导体中的光载流子弛豫
材料科学
2014-07-31 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
半导体过渡金属硫族化物（TMD）的二维晶体尽管具有原子级厚度，却能吸收可见光频率中很大一部分的入射光子。已有观点认为，这种强吸收源于平行能带或“能带嵌套”效应以及相应的联合态密度发散。在此，我们利用光致发光激发光谱表明，单层和双层MX（M = Mo, W，X = S, Se）中的能带嵌套导致了光激发载流子的依赖于激发的特征弛豫路径。我们的实验和模拟结果表明，嵌套区域中的光激发电子-空穴对在空间中自发分离，向具有相反动量的邻近能带极值弛豫。这些效应意味着，对于与能带嵌套共振的激发，由于直接激子复合导致的光载流子损失被暂时抑制。我们的发现突显了将这些材料作为光电器件中的吸收层以实现高效热载流子收集的潜力。
引用
@article{arxiv.1402.0286,
title = {Photocarrier relaxation in two-dimensional semiconductors},
author = {Daichi Kozawa and Rajeev Kumar and Alexandra Carvalho and Amara Kiran Kumar and Weijie Zhao and Shunfeng Wang and Minglin Toh and Ricardo M. Ribeiro and A. H. Castro Neto and Kazunari Matsuda and Goki Eda},
journal= {arXiv preprint arXiv:1402.0286},
year = {2014}
}
备注
Main text: 19 pages, 5 figures; Supplementary Information: 12 pages, 4 figures, 1 table