自從對(duì) MoS2 的開創(chuàng)性工作以來(lái)，原子薄過(guò)渡金屬二硫?qū)倩?(TMDC) 中的光激發(fā)被認(rèn)為會(huì)產(chǎn)生激子，其結(jié)合能比室溫下的熱能大幾個(gè)數(shù)量級(jí)。
在這里，哥倫比亞大學(xué)Xiaoyang Zhu重新審視了這一基本假設(shè)，并表明 TMDC 單層的光激發(fā)可以產(chǎn)生大量的自由電荷。
文章要點(diǎn)
1）在大面積單晶 TMDC 單層上進(jìn)行超快太赫茲光譜，研究人員發(fā)現(xiàn)高達(dá)約 10% 的激子自發(fā)解離成壽命超過(guò) 0.2 ns 的電荷載流子。
2）掃描隧道顯微鏡揭示光載流子的產(chǎn)生與中間帶隙缺陷密切相關(guān)，可能是通過(guò)陷阱介導(dǎo)的俄歇散射實(shí)現(xiàn)的。只有在最先進(jìn)的質(zhì)量單層中，中間帶隙陷阱密度低至 109 cm?2 ，本征激子物理才開始主導(dǎo)太赫茲響應(yīng)。
研究結(jié)果揭示了了解缺陷密度對(duì)于理解 TMDC 光物理學(xué)的必要性。
參考文獻(xiàn)
Taketo Handa, et al, Spontaneous exciton dissociation in transition metal dichalcogenide monolayers, Sci. Adv. 10, eadj4060 (2024)
DOI: 10.1126/sciadv.adj4060
