通过时空微波成像揭示单层半导体中缺陷介导的载流子动力学
介观与纳米尺度物理
2020-07-15 v1 材料科学
摘要
原子级薄过渡金属硫族化合物的光电性质与材料中缺陷的存在密切相关,而这些缺陷对某些应用未必有害。例如,缺陷可导致光导增强,这是一个涉及时域电荷生成与复合以及空域载流子输运的复杂过程。在此,我们报道了利用激光照明的微波阻抗显微镜对两类 WS2 单层同时进行空间与时间分辨的光电导成像。扩散长度与载流子寿命分别由微波信号的空间分布与时间弛豫直接提取。时间分辨实验表明,光生载流子的关键过程是空穴从陷阱态逃逸,这延长了导带中移动电子的表观寿命。因此,反直觉地,缺陷密度较低的 CVD 样品比剥离单层具有更强的光电导。我们的工作揭示了范德瓦耳斯材料中光激发电响应的本征时间与长度尺度,这对其在新型光电器件中的应用至关重要。
引用
@article{arxiv.2003.01817,
title = {Unveiling Defect-Mediated Carrier Dynamics in Monolayer Semiconductors by Spatiotemporal Microwave Imaging},
author = {Zhaodong Chu and Chun-Yuan Wang and Jiamin Quan and Chenhui Zhang and Chao Lei and Ali Han and Xuejian Ma and Hao-Ling Tang and Dishan Abeysinghe and Matthew Staab and Xixiang Zhang and Allan H. MacDonald and Vincent Tung and Xiaoqin Li and Chih-Kang Shih and Keji Lai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.01817},
year = {2020}
}
备注
21 pages, 4 figures