Bir qatlı WS2 və qrafendən hazırlanmış epitaksial heterostrukturda ultrasürətli yük ötürülməsini araşdırmaq üçün zaman və bucaqla həll olunan fotoemissiya spektroskopiyasından (tr-ARPES) istifadə edirik. Bu heterostruktur güclü spin-orbit birləşməsi və güclü işıq-maddə qarşılıqlı təsiri ilə birbaşa boşluqlu yarımkeçiricinin üstünlüklərini son dərəcə yüksək hərəkətliliyə və uzun fırlanma ömrünə malik kütləsiz daşıyıcılara malik yarımetal daşıyıcıların üstünlükləri ilə birləşdirir. Biz aşkar edirik ki, WS2-də A-exsitona rezonansda fotooyandırmadan sonra, foto həyəcanlanmış elektronlar WS2 qatında qalarkən, foto həyəcanlı dəliklər sürətlə qrafen təbəqəsinə keçir. Nəticədə yüklə ayrılmış keçici vəziyyətin ömrünün ~1 ps olduğu müəyyən edilmişdir. Biz tapıntılarımızı yüksək ayırdetməli ARPES tərəfindən aşkar edilən WS2 və qrafen zolaqlarının nisbi uyğunlaşması nəticəsində yaranan səpilmə faza məkanındakı fərqlərlə əlaqələndiririk. Spin-selektiv optik həyəcanlandırma ilə birlikdə araşdırılan WS2/qrafen heterostrukturu qrafenə səmərəli optik spin inyeksiyası üçün platforma təmin edə bilər.
Çoxlu müxtəlif ikiölçülü materialların mövcudluğu, uyğunlaşdırılmış dielektrik skrininq və müxtəlif yaxınlıqdan qaynaqlanan təsirlərə əsaslanan tamamilə yeni funksiyaları olan yeni sonda nazik heterostrukturlar yaratmaq imkanını açdı (1-3). Elektronika və optoelektronika sahəsində gələcək tətbiqlər üçün sübutedici prinsip cihazları həyata keçirilmişdir (4-6).
Burada diqqətimizi monolaylı WS2, güclü spin-orbit birləşməsinə malik birbaşa boşluqlu yarımkeçirici və pozulmuş inversiya simmetriyası (7) səbəbindən lent strukturunun əhəmiyyətli dərəcədə spin parçalanması və yarımmetal monolaylı qrafendən ibarət epitaksial van der Waals heterostrukturlarına yönəldirik. konusvari zolaq quruluşu və son dərəcə yüksək daşıyıcı hərəkətliliyi (8), hidrogenlə bitən SiC (0001). Ultra sürətli yük ötürülməsi (9-15) və yaxınlıqdan qaynaqlanan spin-orbit birləşmə effektləri (16-18) üçün ilk əlamətlər WS2/qrafen və oxşar heterostrukturları gələcək optoelektronik (19) və optospintronik (20) tətbiqləri üçün perspektivli namizədlər edir.
Biz WS2/qrafendə zaman və bucaqla həll olunan fotoemissiya spektroskopiyası (tr-ARPES) ilə fotogenerasiya olunmuş elektron-deşik cütlərinin rahatlama yollarını aşkar etməyə başladıq. Bu məqsədlə biz WS2-də (21, 12) A-exsitona rezonans verən 2-eV nasos impulsları ilə heterostrukturu həyəcanlandırırıq və 26-eV foton enerjisində ikinci vaxt gecikdirilmiş zond impulsu ilə fotoelektronları çıxarırıq. İmpuls, enerji və zamanla həll olunan daşıyıcı dinamikasına çıxış əldə etmək üçün yarımkürə analizatoru ilə fotoelektronların kinetik enerjisini və emissiya bucağını nasos-zond gecikməsi funksiyası kimi təyin edirik. Enerji və vaxt ayırdetmə qabiliyyəti müvafiq olaraq 240 meV və 200 fs təşkil edir.
Nəticələrimiz epitaksial düzlənmiş təbəqələr arasında ultrasürətli yük ötürülməsi üçün birbaşa sübutlar təqdim edir və təbəqələrin ixtiyari azimut hizalanması ilə oxşar əl ilə yığılmış heterostrukturlarda tam optik üsullara əsaslanan ilk göstəriciləri təsdiqləyir (9-15). Bundan əlavə, biz bu yük transferinin yüksək dərəcədə asimmetrik olduğunu göstəririk. Ölçmələrimiz müvafiq olaraq WS2 və qrafen təbəqəsində yerləşən və ~1 ps yaşayan foto həyəcanlı elektronlar və deşiklərlə əvvəllər müşahidə olunmamış yüklə ayrılmış keçici vəziyyəti aşkar edir. Biz tapıntılarımızı yüksək ayırdetməli ARPES tərəfindən aşkar edilən WS2 və qrafen zolaqlarının nisbi uyğunlaşmasının səbəb olduğu elektron və deşik ötürülməsi üçün səpilmə faza məkanındakı fərqlər baxımından şərh edirik. Spin- və vadi-selektiv optik həyəcanlandırma (22-25) ilə birlikdə WS2/qrafen heterostrukturları qrafenə səmərəli ultrasürətli optik spin inyeksiyası üçün yeni platforma təmin edə bilər.
Şəkil 1A, epitaksial WS2/qrafen heterostrukturunun ΓK istiqaməti boyunca lent strukturunun helium lampası ilə əldə edilmiş yüksək ayırdetməli ARPES ölçməsini göstərir. Dirak konusunun tarazlıq kimyəvi potensialından ~0,3 eV yuxarıda yerləşən Dirak nöqtəsi ilə deşikli olduğu aşkar edilmişdir. Spin-parçalanmış WS2 valentlik zolağının yuxarı hissəsinin tarazlıq kimyəvi potensialından ~1,2 eV aşağı olduğu aşkar edilmişdir.
(A) Qütbləşməmiş helium lampası ilə ΓK-istiqaməti boyunca ölçülən tarazlıq foto cərəyanı. (B) 26-eV foton enerjisində p-qütblü ifrat ultrabənövşəyi impulslarla ölçülən mənfi nasos-zond gecikməsi üçün foto cərəyan. Kəsik boz və qırmızı xətlər Şəkil 2-də keçici pik mövqelərini çıxarmaq üçün istifadə olunan xətt profillərinin mövqeyini qeyd edir. (C) nasosun axıcılığı ilə 2 eV-lik nasos foton enerjisində fotohəyəcanlandıqdan sonra 200 fs-lik foto cərəyanının nasosun yaratdığı dəyişikliklər. 2 mJ/sm2. Fotoelektronların qazancı və itkisi müvafiq olaraq qırmızı və mavi rənglərlə göstərilmişdir. Qutular Şəkil 3-də göstərilən nasos-zond izləri üçün inteqrasiya sahəsini göstərir.
Şəkil 1B, nasos impulsunun gəlməsindən əvvəl mənfi nasos-zond gecikməsində 26 eV foton enerjisində 100 fs ekstremal ultrabənövşəyi impulslarla ölçülən WS2-yə yaxın zolaq strukturunun tr-ARPES görüntüsünü və qrafen K nöqtələrini göstərir. Burada nümunənin deqradasiyası və spektral xüsusiyyətlərin kosmik yükün genişlənməsinə səbəb olan 2-eV nasos impulsunun olması səbəbindən spin parçalanması həll edilmir. Şəkil 1C, nasos-zond siqnalının maksimuma çatdığı 200 fs-lik nasos zondu gecikməsində Şəkil 1B-ə nisbətdə foto cərəyanın nasosun yaratdığı dəyişiklikləri göstərir. Qırmızı və mavi rənglər müvafiq olaraq fotoelektronların qazancını və itkisini göstərir.
Bu zəngin dinamikanı daha ətraflı təhlil etmək üçün biz əvvəlcə Əlavə materiallarda ətraflı izah edildiyi kimi Şəkil 1B-də kəsilmiş xətlər boyunca WS2 valentlik zolağının və qrafen π-zolağının keçici pik mövqelərini müəyyən edirik. Biz görürük ki, WS2 valentlik zolağı 90 meV (Şəkil 2A) yuxarı, qrafen π-zolağı isə 50 meV aşağı sürüşür (şəkil 2B). Bu sürüşmələrin eksponensial ömrü WS2-nin valentlik zolağı üçün 1,2 ± 0,1 ps və qrafen π-zolağı üçün 1,7 ± 0,3 ps olduğu müəyyən edilmişdir. Bu pik sürüşmələr iki təbəqənin keçici yüklənməsinin ilk sübutunu təqdim edir, burada əlavə müsbət (mənfi) yük elektron vəziyyətlərin bağlanma enerjisini artırır (azaldır). Qeyd edək ki, WS2 valentlik zolağının yuxarı yerdəyişməsi Şəkil 1C-də qara qutu ilə qeyd olunan sahədə görkəmli nasos-zond siqnalına cavabdehdir.
WS2 valentlik zolağının (A) və qrafen π-zolağının (B) pik mövqeyinin eksponensial uyğunluqlarla (qalın xətlər) birlikdə nasos-zondu gecikməsi funksiyası kimi dəyişməsi. (A)-da WS2 dəyişməsinin ömrü 1,2 ± 0,1 ps təşkil edir. (B)-də qrafenin dəyişməsinin ömrü 1,7 ± 0,3 ps təşkil edir.
Sonra, biz nasos-zond siqnalını Şəkil 1C-də rəngli qutularla göstərilən sahələr üzərində birləşdiririk və nəticədə hesablamaları Şəkil 3-də nasos-zond gecikməsinin funksiyası kimi qrafiki çəkirik. WS2 təbəqəsinin keçiricilik zolağının dibinə yaxın olan foto həyəcanlı daşıyıcıların ömrü 1,1 ± 0,1 ps olan məlumatlara eksponensial uyğunluq (Əlavə materiallara baxın).
Şəkil 1C-də qutularla göstərilən sahə üzərində foto cərəyanı inteqrasiya etməklə əldə edilən gecikmə funksiyası kimi nasos-zond izləri. Qalın xətlər məlumatlara eksponensial uyğunluqlardır. Əyri (1) WS2-nin keçirici zolağında keçici daşıyıcı populyasiya. Əyri (2) Tarazlıq kimyəvi potensialından yuxarı olan qrafenin π-zolağının nasos-zond siqnalı. Əyri (3) Tarazlıq kimyəvi potensialından aşağı olan qrafenin π-zolağının nasos-zond siqnalı. Əyri (4) WS2-nin valentlik zolağında xalis nasos-zond siqnalı. Həyat müddətlərinin (1) 1,2 ± 0,1 ps, (2) 180 ± 20 fs (qazanma) və ~2 ps (zərər) və (3) 1,8 ± 0,2 ps olduğu müəyyən edilmişdir.
Şəkil 3-ün 2 və 3 əyrilərində qrafen π-zolağının nasos-zond siqnalını göstəririk. Müəyyən edirik ki, tarazlıq kimyəvi potensialından yuxarı olan elektronların qazancı (şəkil 3-də əyri 2) tarazlıq kimyəvi potensialından aşağı olan elektronların itkisi ilə müqayisədə (3-cü əyridə 1,8 ± 0,2 ps) daha qısa ömürlüdür (180 ± 20 fs). şək. 3). Bundan əlavə, Şəkil 3-ün 2-ci əyrisindəki foto cərəyanın ilkin qazancının t = 400 fs-də ~2 ps ömrü ilə itkiyə çevrildiyi aşkar edilmişdir. Qazanma və itki arasındakı asimmetriyanın örtülməmiş monolaylı qrafenin nasos-zond siqnalında olmadığı aşkar edildi (Əlavə materiallarda şək. S5-ə baxın), bu asimmetriyanın WS2/qrafen heterostrukturunda təbəqələrarası birləşmənin nəticəsi olduğunu göstərir. Müvafiq olaraq tarazlıq kimyəvi potensialının üstündə və altında qısamüddətli qazancın və uzunmüddətli itkilərin müşahidəsi göstərir ki, heterostrukturun foto həyəcanlanması zamanı elektronlar qrafen təbəqəsindən səmərəli şəkildə çıxarılır. Nəticədə qrafen təbəqəsi müsbət yüklənir ki, bu da Şəkil 2B-də tapılmış π-zolağının bağlanma enerjisinin artmasına uyğundur. π-zolağın aşağı sürüşməsi Fermi-Dirak tarazlığının paylanmasının yüksək enerjili quyruğunu tarazlıq kimyəvi potensialının üstündən çıxarır ki, bu da Şəkil 3-ün 2-ci əyrisində nasos-zond siqnalının işarəsinin dəyişməsini qismən izah edir. aşağıda göstərin ki, bu təsir π-zolağında elektronların keçici itkisi ilə daha da güclənir.
Bu ssenari Şəkil 3-ün 4-cü əyrisindəki WS2 valentlik zolağının xalis nasos-zond siqnalı ilə dəstəklənir. Bu məlumatlar Şəkil 1B-dən fotoemissiya olunan elektronları tutan qara qutunun verdiyi sahə üzrə hesablamaların inteqrasiyası yolu ilə əldə edilmişdir. bütün nasos-zond gecikmələrində valentlik zolağı. Eksperimental xəta çubuqlarında hər hansı nasos-zond gecikməsi üçün WS2-nin valentlik zolağında dəliklərin olması üçün heç bir əlamət tapmırıq. Bu onu göstərir ki, foto həyəcandan sonra bu dəliklər bizim müvəqqəti ayırdetmə qabiliyyətimizlə müqayisədə qısa müddət ərzində sürətlə doldurulur.
WS2/qrafen heterostrukturunda ultrasürətli yüklərin ayrılması fərziyyəmizə yekun sübut təqdim etmək üçün biz Əlavə materiallarda ətraflı təsvir olunduğu kimi qrafen təbəqəsinə ötürülən dəliklərin sayını təyin edirik. Qısacası, π-zolağının keçici elektron paylanması Fermi-Dirac paylanması ilə təchiz edilmişdir. Sonra deşiklərin sayı keçici kimyəvi potensialın və elektron temperaturun əldə edilən dəyərlərindən hesablandı. Nəticə Şəkil 4-də göstərilmişdir. Biz tapırıq ki, ümumi sayı ~5 × 1012 dəlik/sm2 WS2-dən eksponensial ömrü 1,5 ± 0,2 ps olan qrafenə köçürülür.
1,5 ± 0,2 ps xidmət müddəti verən eksponensial uyğunluq ilə birlikdə nasos-zond gecikməsinin bir funksiyası kimi π-zolağındakı deşiklərin sayının dəyişməsi.
Şəkildəki tapıntılardan. 2-dən 4-ə qədər, WS2/qrafen heterostrukturunda ultrasürətli yük transferi üçün aşağıdakı mikroskopik şəkil ortaya çıxır (Şəkil 5). WS2/qrafen heterostrukturunun 2 eV-də fotooyanması dominant olaraq WS2-də A-eksitonu doldurur (Şəkil 5A). Qrafendəki Dirac nöqtəsi boyunca, eləcə də WS2 və qrafen zolaqları arasında əlavə elektron həyəcanlandırmalar enerji baxımından mümkündür, lakin əhəmiyyətli dərəcədə az effektivdir. WS2-nin valentlik zolağındakı foto həyəcanlı dəliklər, bizim müvəqqəti ayırdetmə qabiliyyətimizlə müqayisədə qısa bir zaman miqyasında qrafen π-zolağından çıxan elektronlar tərəfindən doldurulur (Şəkil 5A). WS2-nin keçiricilik zolağında foto həyəcanlanmış elektronların ömrü ~1 ps təşkil edir (şək. 5B). Bununla belə, qrafen π-zolağındakı dəlikləri doldurmaq üçün ~2 ps vaxt lazımdır (şək. 5B). Bu onu göstərir ki, WS2 keçiricilik zolağı ilə qrafen π-zolağı arasında birbaşa elektron ötürülməsindən başqa, tam dinamikanı başa düşmək üçün əlavə relaksasiya yolları - ola bilsin, qüsur halları vasitəsilə (26) nəzərə alınmalıdır.
(A) 2 eV-də WS2 A-exsitona rezonansda foto həyəcanlandırma WS2-nin keçiricilik zolağına elektronları yeridir. WS2-nin valentlik zolağında müvafiq dəliklər dərhal qrafen π-zolağından elektronlar tərəfindən doldurulur. (B) WS2-nin keçirici zolağındakı foto həyəcanlı daşıyıcıların ömrü ~1 ps təşkil edir. Qrafen π-zolağındakı dəliklər ~2 ps yaşayır, bu, kəsikli oxlarla göstərilən əlavə səpilmə kanallarının əhəmiyyətini göstərir. (A) və (B)-dəki qara kəsikli xətlər zolağın yerdəyişmələrini və kimyəvi potensialdakı dəyişiklikləri göstərir. (C) Keçici vəziyyətdə WS2 təbəqəsi mənfi, qrafen təbəqəsi isə müsbət yüklənir. Dairəvi qütbləşmiş işıqla spin-selektiv həyəcanlandırma üçün WS2-də foto həyəcanlı elektronlar və qrafendəki müvafiq dəliklərin əks spin polarizasiyası göstərməsi gözlənilir.
Keçici vəziyyətdə fotohəyəcanlı elektronlar WS2-nin keçiricilik zolağında, fotohəyəcanlı dəliklər isə qrafenin π-zolağında yerləşir (Şəkil 5C). Bu o deməkdir ki, WS2 təbəqəsi mənfi, qrafen təbəqəsi isə müsbət yüklüdür. Bu, keçici pik sürüşmələrini (şək. 2), qrafen nasos-zond siqnalının asimmetriyasını (şək. 3-ün 2 və 3 əyriləri), WS2-nin valentlik zolağında dəliklərin olmaması (əyri 4 Şəkil 3) hesab edir. , həmçinin qrafen π-zolağındakı əlavə dəliklər (şək. 4). Bu yüklə ayrılmış vəziyyətin ömrü ~1 ps-dir (əyri 1 Şəkil 3).
Oxşar yüklə ayrılmış keçici vəziyyətlər, II tip diapazonlu düzülmə və pilləli diapazonlu iki birbaşa boşluqlu yarımkeçiricilərdən ibarət əlaqəli van der Waals heterostrukturlarında müşahidə edilmişdir (27-32). Fotohərəkətdən sonra elektronların və dəliklərin sürətlə heterostrukturun müxtəlif təbəqələrində yerləşən keçiricilik zolağının aşağısına və valentlik zolağının yuxarı hissəsinə doğru hərəkət etdiyi aşkar edilmişdir (27-32).
WS2/qrafen heterostrukturumuz vəziyyətində həm elektronlar, həm də dəliklər üçün enerji baxımından ən əlverişli yer metal qrafen təbəqəsində Fermi səviyyəsindədir. Buna görə də, həm elektronların, həm də dəliklərin sürətlə qrafen π-zolağına keçməsini gözləmək olardı. Bununla belə, ölçmələrimiz açıq şəkildə göstərir ki, deşiklərin ötürülməsi (<200 fs) elektron ötürülməsindən (~1 ps) daha səmərəlidir. Biz bunu WS2-nin və Şəkil 1A-da aşkar edildiyi kimi qrafen zolaqlarının nisbi enerji uyğunlaşması ilə əlaqələndiririk ki, bu da son vaxtlar (14, 15) tərəfindən gözlənildiyi kimi elektron ötürülməsi ilə müqayisədə boşluqların ötürülməsi üçün daha çox sayda mövcud son vəziyyət təklif edir. İndiki halda, ~2 eV WS2 bant aralığını fərz etsək, qrafen Dirak nöqtəsi və tarazlıq kimyəvi potensialı müvafiq olaraq WS2 bant aralığının ortasından ~0,5 və ~0,2 eV yuxarıda yerləşir və elektron dəlik simmetriyasını pozur. Biz aşkar edirik ki, çuxurların ötürülməsi üçün mövcud son vəziyyətlərin sayı elektron köçürmə ilə müqayisədə ~6 dəfə çoxdur (Əlavə materiallara baxın), buna görə də boşluqların ötürülməsinin elektron ötürülməsindən daha sürətli olacağı gözlənilir.
Müşahidə olunan ultrasürətli asimmetrik yük ötürülməsinin tam mikroskopik mənzərəsi WS2-də A-exsiton dalğa funksiyasını təşkil edən orbitallar və müvafiq olaraq, müxtəlif elektron-elektron və elektron-fonon səpilmələri ilə qrafen π-zolağı arasındakı üst-üstə düşməyi də nəzərə almalıdır. kanallar, o cümlədən impuls, enerji, spin və psevdospin qorunması ilə qoyulan məhdudiyyətlər, plazmanın təsiri salınımlar (33), eləcə də yük ötürülməsinə vasitəçilik edə bilən koherent fonon salınımlarının mümkün displativ həyəcanının rolu (34, 35). Həmçinin, müşahidə edilən yük ötürmə vəziyyətinin yük ötürmə həyəcanlarından və ya sərbəst elektron-deşik cütlərindən ibarət olub-olmadığını fərz etmək olar (Əlavə Materiallara baxın). Bu məsələlərə aydınlıq gətirmək üçün hazırkı məqalənin əhatə dairəsindən kənara çıxan əlavə nəzəri araşdırmalar tələb olunur.
Xülasə, biz epitaksial WS2/qrafen heterostrukturunda ultrasürətli interlayer yük transferini öyrənmək üçün tr-ARPES-dən istifadə etdik. Biz aşkar etdik ki, 2 eV-də WS2-nin A-excitonuna rezonansda həyəcanlandıqda, foto həyəcanlı dəliklər sürətlə qrafen təbəqəsinə keçir, foto həyəcanlı elektronlar isə WS2 qatında qalır. Biz bunu deşik ötürülməsi üçün mövcud son vəziyyətlərin sayının elektron ötürülməsindən daha çox olması ilə əlaqələndirdik. Yüklə ayrılmış keçici vəziyyətin ömrünün ~1 ps olduğu müəyyən edilmişdir. Dairəvi qütblü işıqdan (22-25) istifadə edərək spin-selektiv optik həyəcanlandırma ilə birlikdə müşahidə olunan ultrasürətli yük ötürülməsi spin ötürülməsi ilə müşayiət oluna bilər. Bu halda, araşdırılmış WS2/qrafen heterostrukturu yeni optospintronic cihazları ilə nəticələnən qrafenə səmərəli optik spin inyeksiyası üçün istifadə edilə bilər.
Qrafen nümunələri SiCrystal GmbH şirkətinin kommersiya yarımkeçirici 6H-SiC(0001) vaflilərində yetişdirilib. N-qatqılı vaflilər 0,5°-dən aşağı kəsilmə ilə ox üzərində idi. Çizilmələri aradan qaldırmaq və müntəzəm düz terraslar əldə etmək üçün SiC substratı hidrogenlə işlənmişdir. Təmiz və atomik olaraq düz Si-sonlu səth daha sonra nümunəni Ar atmosferində 1300°C-də 8 dəqiqə müddətində yumşaltmaqla qrafitləşdirildi (36). Beləliklə, hər üçüncü karbon atomunun SiC substratı ilə kovalent bir əlaqə meydana gətirdiyi tək bir karbon təbəqəsi əldə etdik (37). Bu təbəqə daha sonra hidrogen interkalasiyası vasitəsilə tamamilə sp2-hibridləşdirilmiş kvazi sərbəst dayanan deşikli qrafenə çevrildi (38). Bu nümunələrə qrafen/H-SiC(0001) deyilir. Bütün proses Aixtron-dan ticarət Qara Sehrli böyümə kamerasında həyata keçirildi. WS2 artımı standart isti divar reaktorunda prekursorlar kimi kütlə nisbəti 1:100 olan WO3 və S tozlarından istifadə edərək aşağı təzyiqli kimyəvi buxar çökdürülməsi (39, 40) ilə həyata keçirilmişdir. WO3 və S tozları müvafiq olaraq 900 və 200°C-də saxlanılmışdır. WO3 tozu substrata yaxın yerləşdirildi. Arqon 8 sccm axını ilə daşıyıcı qaz kimi istifadə edilmişdir. Reaktorda təzyiq 0,5 mbar səviyyəsində saxlanıldı. Nümunələr ikincil elektron mikroskopiyası, atom qüvvəsi mikroskopiyası, Raman və fotolüminesans spektroskopiyası, həmçinin aşağı enerjili elektron difraksiyası ilə xarakterizə edilmişdir. Bu ölçmələr iki fərqli WS2 monokristal domenini aşkar etdi, burada ΓK- və ya ΓK'-istiqaməti qrafen təbəqəsinin ΓK-istiqaməti ilə uyğunlaşdırılır. Domen tərəfinin uzunluqları 300 və 700 nm arasında dəyişdi və ümumi WS2 əhatə dairəsi ARPES təhlili üçün uyğun olan ~40%-ə yaxın idi.
Statik ARPES təcrübələri elektron enerjisinin və impulsun ikiölçülü aşkarlanması üçün yüklə birləşdirilmiş cihaz-detektor sistemindən istifadə edərək yarımkürə analizatoru (SPECS PHOIBOS 150) ilə aparılmışdır. Bütün fotoemissiya təcrübələri üçün yüksək axınlı He boşalma mənbəyinin (VG Scienta VUV5000) qütbləşməmiş, monoxromatik He Iα şüalanması (21,2 eV) istifadə edilmişdir. Təcrübələrimizdə enerji və bucaq ayırdetmə qabiliyyəti müvafiq olaraq 30 meV və 0,3°-dən daha yaxşı idi (0,01 Å−1-ə uyğundur). Bütün təcrübələr otaq temperaturunda aparılmışdır. ARPES səthə son dərəcə həssas bir texnikadır. Fotoelektronları həm WS2, həm də qrafen təbəqəsindən çıxarmaq üçün, ~40% natamam WS2 əhatə dairəsi olan nümunələrdən istifadə edilmişdir.
tr-ARPES quraşdırması 1 kHz Titan: Sapphire gücləndiricisinə (Coherent Legend Elite Duo) əsaslanırdı. Arqonda yüksək harmoniklərin yaranması üçün 2 mJ çıxış gücü istifadə edilmişdir. Nəticədə ortaya çıxan həddindən artıq ultrabənövşəyi işıq 26 eV foton enerjisində 100 fs zond impulsları yaradan ızgaralı monoxromatordan keçdi. 8mJ gücləndirici çıxış gücü optik parametrik gücləndiriciyə göndərildi (İşıq Dönüşümdən HE-TOPAS). 1-eV foton enerjisində siqnal şüası 2-eV nasos impulslarını əldə etmək üçün beta barium borat kristalında tezlik ikiqat artırıldı. tr-ARPES ölçmələri yarımkürəvi analizator (SPECS PHOIBOS 100) ilə aparılmışdır. Ümumi enerji və müvəqqəti ayırdetmə müvafiq olaraq 240 meV və 200 fs idi.
Bu məqalə üçün əlavə material http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/20/eaay0761/DC1 ünvanında mövcuddur.
Bu, Creative Commons Attribution-Qeyri-Kommersiya lisenziyasının şərtlərinə əsasən paylanmış açıq girişli məqalədir və nəticədə istifadə kommersiya məqsədli olmadığı və orijinal işin düzgün olması şərtilə istənilən mühitdə istifadəyə, paylanmaya və təkrar istehsala icazə verir. istinad edilmişdir.
QEYD: Biz yalnız e-poçt ünvanınızı tələb edirik ki, səhifəni tövsiyə etdiyiniz şəxs sizin onu görməsini istədiyinizi bilsin və bu, lazımsız poçt deyil. Biz heç bir e-poçt ünvanını tutmuruq.
Bu sual sizin insan ziyarətçi olub-olmadığınızı yoxlamaq və avtomatik spam göndərişlərinin qarşısını almaq üçündür.
Sven Aeschlimann, Antonio Rossi, Mariana Chavez-Cervantes, Razvan Krause, Benito Arnoldi, Benjamin Stadtmüller, Martin Aeschlimann, Stiven Forti, Filippo Fabbri, Camilla Coletti, Isabella Gierz
WS2/qrafen heterostrukturunda ultrasürətli yük ayrılmasını aşkar edirik, ola bilsin ki, qrafenin içinə optik spin inyeksiya etməyə imkan verir.
Sven Aeschlimann, Antonio Rossi, Mariana Chavez-Cervantes, Razvan Krause, Benito Arnoldi, Benjamin Stadtmüller, Martin Aeschlimann, Stiven Forti, Filippo Fabbri, Camilla Coletti, Isabella Gierz
WS2/qrafen heterostrukturunda ultrasürətli yük ayrılmasını aşkar edirik, ola bilsin ki, qrafenin içinə optik spin inyeksiya etməyə imkan verir.
© 2020 Elmin İnkişafı üzrə Amerika Assosiasiyası. Bütün hüquqlar qorunur. AAAS HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef və COUNTER.Science Advances ISSN 2375-2548-in tərəfdaşıdır.
Göndərmə vaxtı: 25 may 2020-ci il