通过功能化山莱染料诱导的WSe₂光致发光抑制研究
材料科学
2026-02-13 v2
摘要
将过渡金属硫化物（TMDs）与光捕获染料组合的混合异结构材料是下一代光电子器件的有前景材料。然而,控制和理解这些复杂体系中界面电荷转移机制仍是主要挑战之一。本文研究了光致发光（PL）抑制在功能化由新型强电子缺陷山莱单烷仑染料（CN₄PMI）修饰的WSe₂中的微观机理。实验上,杂化结构导致WSe₂光致发光抑制约97%,确认了显著的静态电荷转移和由染料引起的p型掺杂。为分离主导电子机制,我们从第一性原理研究了各种界面形貌,包括不同的分子取向和层厚度。我们的密度泛函理论结果表明,CN₄PMI作为强电子受体,可诱导p型掺杂,并与所有考虑的配置形成类型-II能级对齐,导致小甚至消失的带隙。基于这些发现,我们将观察到的WSe₂的PL抑制归因于染料与之强烈的电子相互作用。本研究提供了通过针对性电子缺陷有机功能化来调控TMD电子结构的明确且经验证的策略。
引用
@article{arxiv.2511.20093,
title = {Photoluminescence Quenching in WSe$_2$ via p-Doping Induced by Functionalized Rylene Dyes},
author = {Ana M. Valencia and Theresa Kuechle and Maximiliam Tomoscheit and Sarah Jasmin Finkelmeyer and Olga Utismenko and Kalina Peneva and Martin Presselt and Giancarlo Soavi and Caterina Cocchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.20093},
year = {2026}
}