二维 ReS2：解决其结构与层间耦合上未决疑问以实现潜在光学应用
材料科学
2021-05-25 v3
摘要
近年来，ReS2 在其结构、伴随的厚度依赖电子性质以及明显矛盾的实验光学响应方面产生了大量未被关注的疑问。在这项工作中，通过精细的第一性原理研究，使用密度泛函理论（DFT）和含时 DFT（TDDFT），我们确定了 ReS2 的结构，该结构能够复现并分析层依赖的光学响应。理论结果进一步通过大面积 ReS2 薄膜（由化学气相沉积（CVD）工艺生长）的深入结构、化学、光学和光电分析得到验证。微拉曼（MR）、X 射线光电子能谱（XPS）、横截面透射电子显微镜（TEM）和能量色散 X 射线分析（EDAX）实现了 CVD 薄膜均匀生长的优化。激发态的层依赖光学与电子性质之间的关联由静态光致发光（PL）和瞬态吸收（TA）测量确立。硫空位诱导的局域中间带隙态使这些薄膜中的激子寿命显著延长。由所制备 CVD 薄膜制造的离子凝胶顶栅光电探测器表现出约 5 A/W 的大光响应和约 1011 Jones 的显著探测率。本工作的成果将有助于促进垂直生长大面积薄膜在光学和光电子领域的应用。
引用
@article{arxiv.2103.14382,
title = {Two-dimensional ReS2: Solution to the Unresolved Queries on Its Structure and Inter-layer Coupling Leading to Potential Optical Applications},
author = {Janardhan Rao Gadde+ and Anasuya Karmakar+ and Tuhin Kumar Maji+ and Subhrajit Mukherjee and Rajath Alexander and Anjanashree M R Sharma and Sarthak Das and Anirban Mondal and Kinshuk Dasgupta and Akshay Naik and Kausik Majumdar and Ranjit Hawaldar and K V Adarsh and Samit Kumar Ray and Debjani Karmakar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.14382},
year = {2021}
}