衬底对过渡金属硫族化物单层激子吸收线宽展宽的影响
介观与纳米尺度物理
2022-10-19 v1
摘要
基于所用衬底，过渡金属硫族化物（TMD）单层的激子态深受其外部介电环境影响。本工作中，研究了多种宽禁带介电材料，即六方氮化硼（\textit{h}-BN）和非晶氮化硅（SiN），以不同构型作为WS单层的支撑或封装材料，利用扫描透射电子显微镜（STEM）中的电子能量损失谱（EELS）来厘清导致TMD中激子吸收线非均匀展宽的因素。此外，通过评估电子衍射斑点的展宽并与模拟比较，从衍射图的倾斜序列确定了每种构型下的单层粗糙度。由实验可知，在线宽展宽中起作用的要素按重要性递增排序为：单层粗糙度、表面洁净度，以及衬底诱导的电荷俘获。此外，由于使用高能电子作为探针，还揭示电子束对裸TMD单层的辐照损伤会导致不可逆的线宽增加。\textit{h}-BN不仅提供洁净的TMD单层表面和最小电荷无序，还能保护TMD免受辐照损伤。本工作更好地理解了\textit{h}-BN迄今作为最兼容二维材料封装材料的机制，有助于充分发挥本征材料特性的潜力。
引用
@article{arxiv.2202.04483,
title = {Substrate influence on transition metal dichalcogenide monolayer exciton absorption linewidth broadening},
author = {Fuhui Shao and Steffi Y. Woo and Nianjheng Wu and Robert Schneider and Andrew J. Mayne and Steffen Michaelis de Vasconcellos and Ashish Arora and Benjamin J. Carey and Johann A. Preuß and Noémie Bonnet and Cecilia Mattevi and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Zhichuan Niu and Rudolf Bratschitsch and Luiz H. G. Tizei},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.04483},
year = {2022}
}