论文部分内容阅读
二维材料中光生载流子行为对光电子器件的性能起决定性作用。目前,二硒化铼与不同材料组成的异质结的载流子转移过程和能带排布的物理机制和模型还存在争议,本论文以二硒化铼作为研究对象,采用瞬态吸收泵浦-探测技术作为研究手段对二硒化铼及其异质结进行研究。本论文获得的主要创新成果如下:
一、采用瞬态吸收技术对二硒化铼的载流子动力学过程进行了研究。对二硒化铼进行瞬态吸收测量,发现二硒化铼的差分反射信号具有4重对称性,表明二硒化铼具有各向异性的瞬态吸收特性,4重对称性是最大吸收系数与沿水平和垂直方向上的最小瞬态吸收响应的补偿的结果。不同角度下的差分反射信号归一化后,发现所有差分反射信号完全重合,说明不同晶体方向上的光生载流子动力学相同。
二、研究单层二硫化钼-单层二硒化铼范德瓦尔斯异质结,并通过瞬态吸收的测量研究了异质结层间电荷转移,间接激子形成,间接激子复合的动力学过程。通过不同的泵浦-探测组合,发现在相同条件下只有异质结探测到了信号,证明了在异质结中二硒化铼层的电子被激发后可以转移到二硫化钼层。证明了空穴可以从二硫化钼层转移到二硒化铼层。研究了二硒化铼中直接注入的空穴和从二硫化钼中转移过来的空穴这两种情况对探测的影响。研究了同一层中电子和空穴在诱导差分反射信号方面的效率高低。
三、研究制备了单层二硫化钨-单层二硒化铼异质结,异质结中PL峰的淬灭说明异质结中存在电荷转移。在不同泵浦-探测条件下通过瞬态吸收的测量研究了异质结间电荷转移,对异质结进行测量,探测到信号的存在表明二硒化铼中的电子可以转移到二硫化钨中,说明导带底位于二硫化钨。首次实验证明了单层二硫化钨-单层二硒化铼异质结为Ⅱ型能带排布,其中导带底位于二硫化钨层,与LiMing等(Nanotechnology, 2018, 29(33): 335203)通过第一性原理计算理论预测二硒化铼和二硫化钨形成的异质结为Ⅰ型能带排布,导带底位于二硒化铼的结论不一致。
一、采用瞬态吸收技术对二硒化铼的载流子动力学过程进行了研究。对二硒化铼进行瞬态吸收测量,发现二硒化铼的差分反射信号具有4重对称性,表明二硒化铼具有各向异性的瞬态吸收特性,4重对称性是最大吸收系数与沿水平和垂直方向上的最小瞬态吸收响应的补偿的结果。不同角度下的差分反射信号归一化后,发现所有差分反射信号完全重合,说明不同晶体方向上的光生载流子动力学相同。
二、研究单层二硫化钼-单层二硒化铼范德瓦尔斯异质结,并通过瞬态吸收的测量研究了异质结层间电荷转移,间接激子形成,间接激子复合的动力学过程。通过不同的泵浦-探测组合,发现在相同条件下只有异质结探测到了信号,证明了在异质结中二硒化铼层的电子被激发后可以转移到二硫化钼层。证明了空穴可以从二硫化钼层转移到二硒化铼层。研究了二硒化铼中直接注入的空穴和从二硫化钼中转移过来的空穴这两种情况对探测的影响。研究了同一层中电子和空穴在诱导差分反射信号方面的效率高低。
三、研究制备了单层二硫化钨-单层二硒化铼异质结,异质结中PL峰的淬灭说明异质结中存在电荷转移。在不同泵浦-探测条件下通过瞬态吸收的测量研究了异质结间电荷转移,对异质结进行测量,探测到信号的存在表明二硒化铼中的电子可以转移到二硫化钨中,说明导带底位于二硫化钨。首次实验证明了单层二硫化钨-单层二硒化铼异质结为Ⅱ型能带排布,其中导带底位于二硫化钨层,与LiMing等(Nanotechnology, 2018, 29(33): 335203)通过第一性原理计算理论预测二硒化铼和二硫化钨形成的异质结为Ⅰ型能带排布,导带底位于二硒化铼的结论不一致。