黑磷-二硫化钼（BP/MoS2）异质结构中的超快光生载流子复合动力学
介观与纳米尺度物理
2018-11-13 v1
摘要
由二维（2D）材料构建的范德瓦耳斯（vdW）异质结构因其迷人的特性和新颖应用的潜力而引起了极大兴趣。尽管早期工作增进了对2D异质结构中超快跨层电荷转移过程的理解，但界面光生载流子复合的机制在很大程度上仍不清楚。在此，我们研究由黑磷（BP）和二硫化钼（MoS2）构成的具有II型能带排列的异质结构。有趣的是，发现MoS2中（从BP转移来的）光生电子表现出约5 ps的超快寿命，显著短于组成材料的寿命。结合BP中光激发空穴的弛豫可知，该超快时间常数源于高效的朗之万复合，其中BP的高空穴迁移率促成了大的复合系数（约2x10^-10 m^2/s）。此外，宽带瞬态吸收光谱证实转移到MoS2的热电子在超快热化后分布于宽能量范围。发现层间朗之万复合速率无能级依赖性。我们的发现为II型2D异质结构中的基本光物理提供了重要见解，并为定制BP的光生载流子寿命以用于高速光敏器件提供了有用指导。
引用
@article{arxiv.1811.04706,
title = {Ultrafast photocarrier recombination dynamics in black phosphorus-molybdenum disulfide (BP/MoS2) heterostructure},
author = {Zhonghui Nie and Yuhan Wang and Ziling Li and Yue Sun and Xiaoping Liu and Edmond Turcu and Yi Shi and Rong Zhang and Yu Ye and Yongbing Xu and Fengqiu Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.04706},
year = {2018}
}
备注
25 pages, 4 figures