MoSe$_2$/WSe$_2$ 异质结构中层间激子形成与热化的时域观测
材料科学
2023-11-28 v1
摘要
过渡金属硫族化物（TMDs）的垂直异质结构（HS）承载层间激子（ILX），其电子和空穴位于不同层。与层内激子相比，ILX 具有更长的寿命和扩散长度，为室温下工作的激子光电器件铺平了道路。尽管 ILX 的复合动力学已被深入研究，但其形成过程及潜在物理机制仍很大程度上未被探索。在此，我们使用具有白光探针的超快瞬态吸收光谱，覆盖层内和层间激子共振，以同时捕获并时间分辨 MoSe/WSe HS 中的层间电荷转移和 ILX 形成动力学。我们发现 ILX 形成时间尺度（约 1 ps）比层间电荷转移时间（约 100 fs）长约一个数量级。微观计算将这一相对延迟归因于声子辅助的层间激子级联与后续冷却过程以及激子波函数重叠之间的相互作用。我们的结果解释了基于 TMD HS 的光电器件中观察到的有效光电流生成，因为 ILX 在其热化过程中有机会解离。
引用
@article{arxiv.2304.03707,
title = {Time-domain observation of interlayer exciton formation and thermalization in a MoSe$_2$/WSe$_2$ heterostructure},
author = {Veronica R. Policht and Henry Mittenzwey and Oleg Dogadov and Manuel Katzer and Andrea Villa and Qiuyang Li and Benjamin Kaiser and Aaron M. Ross and Francesco Scotognella and Xiaoyang Zhu and Andreas Knorr and Malte Selig and Giulio Cerullo and Stefano Dal Conte},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.03707},
year = {2023}
}
备注
18 pages, 4 figures