氮化硼支撑的 MoSe$_2$/石墨烯异质结构中的单线与窄线光致发光
介观与纳米尺度物理
2021-03-30 v3 材料科学
摘要
由范德瓦耳斯材料制成的异质结构为研究原子级锐利异质界面处的邻近效应提供了模板。特别地，由半导体过渡金属硫族化物（TMD）构成的异质结构中的近场电荷与能量转移，因可设计模型化二维“供体-受体”系统及新型光电子器件而备受关注。本文利用拉曼散射与光致发光光谱，对沉积在六方氮化硼（hBN）上并覆盖单层及双层石墨烯的二硒化钼（MoSe）单层进行了全面表征。借助原子级平坦的 hBN 衬底，单层石墨烯即足以钝化 MoSe 层并提供均匀环境，无需额外覆盖层。因此，我们在异质结构中未观察到光致掺杂，且 MoSe 激子线宽窄至 1.6~meV，从而接近均匀极限。半金属性石墨烯层中和了该二维半导体，并实现皮秒级非辐射能量转移，淬灭了长寿命态的辐射复合。因此，中性带边激子的发射在 MoSe/石墨烯异质结构的光致发光谱中占主导。由于该激子在低温下具有与能量转移时间相当的皮秒级辐射寿命，其低温光致发光在单层和双层石墨烯存在时仅分别被淬灭 和 倍。最后，尽管我们置于 hBN 上的裸 MoSe 在低温及近共振激发下呈现可忽略的谷极化，我们表明 MoSe 与石墨烯的界面化产生了一个单线发射体，其谷极化与相干度高达 。
引用
@article{arxiv.2011.03128,
title = {Single- and narrow-line photoluminescence in a boron nitride-supported MoSe$_2$/graphene heterostructure},
author = {Luis E. Parra López and Loïc Moczko and Joanna Wolff and Aditya Singh and Etienne Lorchat and Michelangelo Romeo and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Stéphane Berciaud},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.03128},
year = {2021}
}
备注
version 3, 5 figures