调控 WS$_2$-石墨烯异质结中的介电屏蔽
介观与纳米尺度物理
2023-05-26 v2 材料科学
摘要
环境对二维半导体中的库仑相互作用屏蔽有贡献。这有可能被用于调控材料特性以及传感应用。本文通过外部介电屏蔽研究了二维半导体 WS 中带隙和激子束缚能的调控。将 WS 嵌入具有石墨烯和 hBN 间隔层（厚度为 1 至 16 个原子层）的范德华异质结中，我们实验测定了这两种能量随 WS-石墨烯层间距离的函数关系。我们发现带隙和激子束缚能的变化可以用与距离成反比的关系很好地描述，在数 nm 距离处仍存在显著效应，在此距离下两层在电学上是良好隔离的。这一观察结果可以通过石墨烯层感应产生的镜像电荷所引起的屏蔽来解释。此外，我们发现石墨烯屏蔽邻近 WS 中库仑相互作用的有效性取决于其掺杂水平，因此可以通过电场效应进行控制。我们确定，在室温下，当载流子密度为 cm 时，该有效性改变约 20%。
引用
@article{arxiv.2212.00118,
title = {Tailoring the dielectric screening in WS$_2$-graphene heterostructures},
author = {David Tebbe and Marc Schütte and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Christoph Stampfer and Bernd Beschoten and Lutz Waldecker},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.00118},
year = {2023}
}