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二维钙钛矿/石墨烯界面的量子输运与光谱学研究

介观与纳米尺度物理 2023-12-22 v1

摘要

通过 Shubnikov-de Haas (SdH) 振荡和光电阻光谱,我们实验研究了分子级厚度的钙钛矿/石墨烯异质结构中的量子输运性质。我们发现钙钛矿纳米片与石墨烯之间存在高效的电荷转移,石墨烯中的空穴浓度高达 2.8×1013 cm2\rm \sim 2.8 \times 10^{13}\ cm^{-2}。钙钛矿层还提高了费米速度,将石墨烯的有效质量从预期的 0.12 me\rm \sim 0.12\ m_e 降低至 0.08 me\rm \sim 0.08\ m_e。结合磁阻和密度泛函理论计算,我们发现石墨烯中的载流子密度显著依赖于界面处的钙钛矿端面,这影响了电荷转移过程并导致不同掺杂区域的共存。我们还研究了光照下 SdH 振荡的光响应。利用光电阻光谱,我们发现了由钙钛矿中的热载流子介导的、跨越两个石墨烯电极间钙钛矿层的光辅助输运的证据。我们的结果为理解二维钙钛矿/石墨烯异质结构的输运行为提供了图景,并为钙钛矿光电器件中界面的可控设计提供了参考。

关键词

引用

@article{arxiv.2312.13956,
  title  = {Quantum Transport and Spectroscopy of Two-dimensional Perovskite/Graphene Interfaces},
  author = {Yan Sun and C. Morice and D. Garrot and R. Weil and K. Watanabe and T. Taniguchi and M. Monteverde and A. D. Chepelianskii},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2312.13956},
  year   = {2023}
}