ମୋନୋଲାୟର୍ WS2 ଏବଂ ଗ୍ରାଫେନରେ ନିର୍ମିତ ଏକ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକଚରରେ ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଷ୍ଟ ଚାର୍ଜ ସ୍ଥାନାନ୍ତରର ଅନୁସନ୍ଧାନ ପାଇଁ ଆମେ ସମୟ ଏବଂ କୋଣ-ସମାଧାନ ହୋଇଥିବା ଫଟୋମିସନ୍ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରସ୍କୋପି (tr-ARPES) ବ୍ୟବହାର କରୁ | ଏହି ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକଚର୍ ଏକ ସିଧାସଳଖ ଫାଙ୍କା ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟରର ଲାଭକୁ ଦୃ strong ସ୍ପିନ୍-କକ୍ଷପଥ ଯୋଡି ଏବଂ ଏକ ସେମିମେଟାଲ୍ ହୋଷ୍ଟିଂ ମାସଲେସ୍ କ୍ୟାରିଅର୍ ସହିତ ଅତ୍ୟଧିକ ଉଚ୍ଚ ଗତିଶୀଳତା ଏବଂ ଲମ୍ବା ସ୍ପିନ୍ ଲାଇଫ୍ ଟାଇମ୍ ସହିତ ଏକତ୍ର କରିଥାଏ | ଆମେ ଜାଣୁ ଯେ, WS2 ରେ A-exciton ରେ ରିଜୋନାନ୍ସରେ ଫଟୋ ଏକ୍ସାଇଟେସନ୍ ପରେ, ଫଟୋ ଏକ୍ସାଇଟେଡ୍ ଗାତଗୁଡିକ ଶୀଘ୍ର ଗ୍ରାଫେନ୍ ସ୍ତରକୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ ହୋଇଥିବାବେଳେ ଫଟୋ ଏକ୍ସାଇଟେଡ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ WS2 ସ୍ତରରେ ରହିଥାଏ | ଫଳସ୍ୱରୂପ ଚାର୍ଜ-ପୃଥକ କ୍ଷଣସ୍ଥାୟୀ ଅବସ୍ଥାରେ ∼1 ps ର ଜୀବନ ଅଛି | ଉଚ୍ଚ-ବିଭେଦନକାରୀ ARPES ଦ୍ୱାରା ପ୍ରକାଶିତ WS2 ଏବଂ ଗ୍ରାଫେନ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡ୍ ର ଆନୁସଙ୍ଗିକ ଆଲାଇନମେଣ୍ଟ୍ ଦ୍ caused ାରା ସୃଷ୍ଟି ହୋଇଥିବା ବିଛାଇବା ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ ଆମେ ଆମର ଅନୁସନ୍ଧାନକୁ ଗୁଣବତ୍ତା କରିଥାଉ | ସ୍ପିନ୍-ସିଲେକ୍ଟିଭ୍ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଉତ୍ତେଜନା ସହିତ ମିଳିତ ଭାବରେ, ଅନୁସନ୍ଧାନ କରାଯାଇଥିବା WS2 / ଗ୍ରାଫେନ୍ ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକଚର ଗ୍ରାଫେନରେ ଦକ୍ଷ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ସ୍ପିନ୍ ଇଞ୍ଜେକ୍ସନ୍ ପାଇଁ ଏକ ପ୍ଲାଟଫର୍ମ ଯୋଗାଇପାରେ |
ବିଭିନ୍ନ ଭିନ୍ନ ଦୁଇ-ଡାଇମେନ୍ସନାଲ୍ ସାମଗ୍ରୀର ଉପଲବ୍ଧତା, ନୂତନ ଡାଇଲେକ୍ଟ୍ରିକ୍ ସ୍କ୍ରିନିଂ ଏବଂ ବିଭିନ୍ନ ନିକଟତର-ପ୍ରବର୍ତ୍ତିତ ପ୍ରଭାବ ଉପରେ ଆଧାର କରି ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ନୂତନ କାର୍ଯ୍ୟକଳାପ ସହିତ ଉପନ୍ୟାସ ସୃଷ୍ଟି କରିବାର ସମ୍ଭାବନାକୁ ଖୋଲି ଦେଇଛି | ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସ ଏବଂ ଅପ୍ଟୋଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ସ କ୍ଷେତ୍ରରେ ଭବିଷ୍ୟତର ପ୍ରୟୋଗଗୁଡ଼ିକ ପାଇଁ ପ୍ରୁଫ୍-ପ୍ରିନ୍ସିପାଲ୍ ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକ ହୃଦୟଙ୍ଗମ ହୋଇଛି (4–6) |
ଏଠାରେ, ଆମେ ମୋନୋଲାୟର୍ WS2 କୁ ନେଇ ଗଠିତ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ଭ୍ୟାନ୍ ଡେର୍ ୱାଲ୍ସ ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକଚର୍ସ, ଦୃ strong ସ୍ପିନ୍-କକ୍ଷପଥ କପଲିଂ ସହିତ ଏକ ସିଧାସଳଖ ଫାଙ୍କା ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ଏବଂ ଭଙ୍ଗା ଇନଭର୍ସନ୍ ସିମେଟ୍ରି (7), ଏବଂ ମୋନୋଲାୟର୍ ଗ୍ରାଫେନ୍, ଏକ ସେମିମିଟାଲ୍ ଉପରେ ଧ୍ୟାନ ଦେବୁ | କୋନିକାଲ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଗଠନ ଏବଂ ଅତ୍ୟଧିକ ଉଚ୍ଚ ବାହକ ଗତିଶୀଳତା (8) ସହିତ, ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍-ସମାପ୍ତ SiC (0001) ରେ ବ grown ଼ିଲା | ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଷ୍ଟ ଚାର୍ଜ ସ୍ଥାନାନ୍ତର (9-15) ଏବଂ ନିକଟତର-ପ୍ରେରିତ ସ୍ପିନ୍-କକ୍ଷପଥ ଯୋଡି ପ୍ରଭାବ (16-18) ପାଇଁ WS2 / ଗ୍ରାଫେନ୍ ଏବଂ ସମାନ ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକଚରଗୁଡିକ ଭବିଷ୍ୟତର ଅପ୍ଟୋଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ (19) ଏବଂ ଅପ୍ଟୋସ୍ପଣ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ (20) ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ ପ୍ରାର୍ଥୀଙ୍କୁ ପ୍ରତିଜ୍ଞା କରିଥାଏ |
ସମୟ ଏବଂ ଆଙ୍ଗଲ୍-ସମାଧାନ ହୋଇଥିବା ଫଟୋମିସନ୍ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରସ୍କୋପି (tr-ARPES) ସହିତ ଫୋଟୋଜେନେରେଟେଡ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍-ହୋଲ୍ ଯୁଗଳର ଆରାମଦାୟକ ପଥ ପ୍ରକାଶ କରିବାକୁ ଆମେ ସ୍ଥିର କରିଛୁ | ସେହି ଉଦ୍ଦେଶ୍ୟ ପାଇଁ, ଆମେ WS2 (21, 12) ରେ A-exciton ରେ 2-eV ପମ୍ପ ଡାଲି ରିଜୋନାଣ୍ଟ ସହିତ ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକଚରକୁ ଉତ୍ସାହିତ କରୁ ଏବଂ 26-ଇଭି ଫୋଟନ୍ ଶକ୍ତିରେ ଦ୍ୱିତୀୟ ଥର ବିଳମ୍ବିତ ପ୍ରୋବ ପଲ୍ସ ସହିତ ଫଟୋ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ବାହାର କରୁ | ଗତି-, ଶକ୍ତି- ଏବଂ ସମୟ ସମାଧାନକାରୀ ବାହକ ଗତିଶୀଳତାକୁ ପ୍ରବେଶ କରିବା ପାଇଁ ପମ୍ପ-ପ୍ରୋବ ବିଳମ୍ବର କାର୍ଯ୍ୟ ଭାବରେ ଫଟୋ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଗୁଡିକର ଗତିଜ ଶକ୍ତି ଏବଂ ନିର୍ଗମନ କୋଣ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରୁ | ଶକ୍ତି ଏବଂ ସମୟ ରେଜୋଲୁସନ ଯଥାକ୍ରମେ 240 ମେଭି ଏବଂ 200 fs ଅଟେ |
ଆମର ଫଳାଫଳଗୁଡିକ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ଆଲାଇନ୍ ହୋଇଥିବା ସ୍ତରଗୁଡିକ ମଧ୍ୟରେ ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଷ୍ଟ ଚାର୍ଜ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ପାଇଁ ପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ ପ୍ରମାଣ ପ୍ରଦାନ କରେ, ସ୍ତରଗୁଡ଼ିକର ମନମୁଖୀ ଆଜିମ୍ୟୁଥଲ ଆଲାଇନ୍ମେଣ୍ଟ ସହିତ ସମାନ ମାନୁଆଲରେ ଏକତ୍ରିତ ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକଚରରେ ଅଲ-ଅପ୍ଟିକାଲ୍ କ ques ଶଳ ଉପରେ ଆଧାର କରି ପ୍ରଥମ ସୂଚକକୁ ନିଶ୍ଚିତ କରେ | ଏହା ସହିତ, ଆମେ ଦେଖାଉ ଯେ ଏହି ଚାର୍ଜ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ଅତ୍ୟନ୍ତ ଅସମାନ ଅଟେ | ଆମର ମାପଗୁଡିକ, ପୂର୍ବରୁ ଦେଖାଯାଇ ନ ଥିବା ଚାର୍ଜ-ପୃଥକ କ୍ଷଣସ୍ଥାୟୀ ସ୍ଥିତିକୁ ପ୍ରକାଶ କରିଥାଏ, ଫଟୋ ଏକ୍ସାଇଟେଡ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଏବଂ WS2 ଏବଂ ଗ୍ରାଫେନ୍ ସ୍ତରରେ ଥିବା ଛିଦ୍ରଗୁଡିକ ଯଥାକ୍ରମେ ∼1 ps ପାଇଁ ବଞ୍ଚେ | ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଏବଂ ଛିଦ୍ର ସ୍ଥାନାନ୍ତର ପାଇଁ WS2 ଏବଂ ଗ୍ରାଫେନ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡର ଆପେକ୍ଷିକ ଆଲାଇନ୍ମେଣ୍ଟ୍ ଦ୍ high ାରା ହାଇ-ରିଜୋଲ୍ୟୁସନ୍ ARPES ଦ୍ revealed ାରା ପ୍ରକାଶିତ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ସ୍ପେସ୍ ମଧ୍ୟରେ ପାର୍ଥକ୍ୟ ଦୃଷ୍ଟିରୁ ଆମେ ଆମର ଅନୁସନ୍ଧାନକୁ ବ୍ୟାଖ୍ୟା କରୁ | ସ୍ପିନ୍- ଏବଂ ଉପତ୍ୟକା-ଚୟନକାରୀ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଉତ୍ତେଜନା (22-25) WS2 / ଗ୍ରାଫେନ୍ ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକଚର ସହିତ ମିଳିତ ହୋଇ ଗ୍ରାଫେନରେ ଦକ୍ଷ ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଷ୍ଟ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ସ୍ପିନ୍ ଇଞ୍ଜେକ୍ସନ୍ ପାଇଁ ଏକ ନୂତନ ପ୍ଲାଟଫର୍ମ ଯୋଗାଇପାରେ |
ଚିତ୍ର 1A ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ WS2 / ଗ୍ରାଫେନ୍ ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକଚରର ΓK- ଦିଗରେ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ସଂରଚନାର ଏକ ହିଲିୟମ୍ ଲ୍ୟାମ୍ପ ସହିତ ପ୍ରାପ୍ତ ଏକ ଉଚ୍ଚ-ବିଭେଦନକାରୀ ARPES ମାପ ଦେଖାଏ | ଡାଇରାକ୍ କୋଣ ସନ୍ତୁଳିତ ରାସାୟନିକ ସମ୍ଭାବନାଠାରୁ ∼0.3 ଇଭିରେ ଥିବା ଡାଇରାକ୍ ପଏଣ୍ଟ ସହିତ ଛିଦ୍ର ହୋଇଥିବାର ଦେଖାଯାଏ | ସ୍ପିନ୍-ବିଭାଜିତ WS2 ଭାଲେନ୍ସ ବ୍ୟାଣ୍ଡର ଉପରିଭାଗ ସନ୍ତୁଳିତ ରାସାୟନିକ ସମ୍ଭାବନାଠାରୁ ∼1.2 ଇଭି ବୋଲି ଜଣାପଡିଛି |
(କ) ଏକ ପୋଲାରାଇଜଡ୍ ହିଲିୟମ୍ ଲ୍ୟାମ୍ପ ସହିତ ΓK- ଦିଗରେ ସନ୍ତୁଳିତ ଫୋଟୋକ୍ୟୁରେଣ୍ଟ୍ | (ଖ) 26-ଇଭି ଫୋଟନ୍ ଶକ୍ତିରେ p- ପୋଲାରାଇଜଡ୍ ଚରମ ଅଲଟ୍ରାଭାଇଓଲେଟ୍ ଡାଲି ସହିତ ମାପ କରାଯାଉଥିବା ନକାରାତ୍ମକ ପମ୍ପ-ପ୍ରୋବ ବିଳମ୍ବ ପାଇଁ ଫଟୋଗ୍ରାଫ୍ | ଚିତ୍ର 2 ରେ କ୍ଷଣସ୍ଥାୟୀ ଶିଖର ସ୍ଥିତିକୁ ବାହାର କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ରେଖା ପ୍ରୋଫାଇଲଗୁଡିକର ସ୍ଥିତିକୁ ଦାଶେଡ୍ ଧୂସର ଏବଂ ଲାଲ୍ ରେଖା ଚିହ୍ନିତ କରେ | 2 mJ / cm2 ର ଫଟୋ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ୍ର ଲାଭ ଏବଂ କ୍ଷତି ଯଥାକ୍ରମେ ନାଲି ଏବଂ ନୀଳ ରଙ୍ଗରେ ଦେଖାଯାଏ | ବାକ୍ସଗୁଡ଼ିକ ଚିତ୍ର 3 ରେ ପ୍ରଦର୍ଶିତ ପମ୍ପ-ଅନୁସନ୍ଧାନ ଚିହ୍ନଗୁଡ଼ିକ ପାଇଁ ଏକୀକରଣ କ୍ଷେତ୍ରକୁ ସୂଚିତ କରେ |
ଚିତ୍ର 1B ପମ୍ପ ପଲ୍ସର ଆଗମନ ପୂର୍ବରୁ ନକାରାତ୍ମକ ପମ୍ପ-ପ୍ରୋବ ବିଳମ୍ବରେ 26-ଇଭି ଫୋଟନ୍ ଶକ୍ତିରେ 100-fs ଚରମ ଅଲ୍ଟ୍ରା-ବାଇଗଣି ଡାଲି ସହିତ ମାପାଯାଇଥିବା WS2 ଏବଂ ଗ୍ରାଫେନ୍ କେ-ପଏଣ୍ଟଗୁଡିକର ଏକ ଟ୍ର-ଆର୍ପିଏସ୍ ସ୍ନାପସଟ୍ ଦେଖାଏ | ଏଠାରେ, ନମୁନା ଅବକ୍ଷୟ ଏବଂ 2-ଇଭି ପମ୍ପ ପଲ୍ସର ଉପସ୍ଥିତି କାରଣରୁ ସ୍ପିନ୍ ବିଭାଜନ ସମାଧାନ ହୋଇନଥାଏ ଯାହା ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରାଲ୍ ବ features ଶିଷ୍ଟ୍ୟଗୁଡିକର ସ୍ପେସ୍ ଚାର୍ଜ ବିସ୍ତାର କରିଥାଏ | ଚିତ୍ର 1C 200 fs ର ପମ୍ପ-ପ୍ରୋବ ବିଳମ୍ବରେ ଚିତ୍ର 1B ସହିତ ଫଟୋଗ୍ରାଫର ପମ୍ପ-ପ୍ରେରିତ ପରିବର୍ତ୍ତନଗୁଡ଼ିକୁ ଦର୍ଶାଏ ଯେଉଁଠାରେ ପମ୍ପ-ପ୍ରୋବ ସିଗନାଲ୍ ସର୍ବାଧିକରେ ପହଞ୍ଚେ | ନାଲି ଏବଂ ନୀଳ ରଙ୍ଗ ଯଥାକ୍ରମେ ଫଟୋ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ର ଲାଭ ଏବଂ କ୍ଷତି ସୂଚାଇଥାଏ |
ଏହି ସମୃଦ୍ଧ ଗତିଶୀଳତାକୁ ଅଧିକ ବିସ୍ତୃତ ଭାବରେ ବିଶ୍ଳେଷଣ କରିବାକୁ, ଆମେ ପ୍ରଥମେ WS2 ଭାଲେନ୍ସ ବ୍ୟାଣ୍ଡର କ୍ଷଣସ୍ଥାୟୀ ଶିଖର ସ୍ଥିତି ଏବଂ ଗ୍ରାଫେନ୍ π- ବ୍ୟାଣ୍ଡ୍ ଚିତ୍ର 1B ରେ ଡ୍ୟାଶ୍ ରେଖା ସହିତ ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରୁ ଯେପରି ସପ୍ଲିମେଣ୍ଟାରୀ ସାମଗ୍ରୀରେ ବିସ୍ତୃତ ଭାବରେ ବର୍ଣ୍ଣନା କରାଯାଇଛି | ଆମେ ଜାଣୁ ଯେ WS2 ଭାଲେନ୍ସ ବ୍ୟାଣ୍ଡ 90 ମେଭି (ଚିତ୍ର 2A) ଏବଂ ଗ୍ରାଫେନ୍ π- ବ୍ୟାଣ୍ଡ 50 ମେଭି (ଚିତ୍ର 2 ବି) କୁ ଖସିଯାଏ | ଏହି ସିଫ୍ଟଗୁଡିକର ଏକ୍ସପେନ୍ସିନାଲ୍ ଆଜୀବନ WS2 ର ଭାଲେନ୍ସ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ପାଇଁ 1.2 ± 0.1 ps ଏବଂ ଗ୍ରାଫେନ୍ π- ବ୍ୟାଣ୍ଡ ପାଇଁ 1.7 ± 0.3 ps ବୋଲି ଜଣାପଡିଛି | ଏହି ଶିଖର ପରିବର୍ତ୍ତନଗୁଡ଼ିକ ଦୁଇଟି ସ୍ତରର ଏକ କ୍ଷଣସ୍ଥାୟୀ ଚାର୍ଜିଂର ପ୍ରଥମ ପ୍ରମାଣ ପ୍ରଦାନ କରେ, ଯେଉଁଠାରେ ଅତିରିକ୍ତ ସକରାତ୍ମକ (ନକାରାତ୍ମକ) ଚାର୍ଜ ବ electronic ଦ୍ୟୁତିକ ରାଜ୍ୟଗୁଡ଼ିକର ବାଧ୍ୟତାମୂଳକ ଶକ୍ତି ବୃଦ୍ଧି (ହ୍ରାସ ହୁଏ) | ଧ୍ୟାନ ଦିଅନ୍ତୁ ଯେ ଚିତ୍ର 1C ରେ କଳା ବାକ୍ସ ଦ୍ୱାରା ଚିହ୍ନିତ ଅଞ୍ଚଳରେ ବିଶିଷ୍ଟ ପମ୍ପ-ପ୍ରୋବ ସିଗନାଲ୍ ପାଇଁ WS2 ଭାଲେନ୍ସ ବ୍ୟାଣ୍ଡର ଅପଶିଫ୍ଟ ଦାୟୀ |
WS2 ଭାଲେନ୍ସ ବ୍ୟାଣ୍ଡ (A) ଏବଂ ଗ୍ରାଫେନ୍ π- ବ୍ୟାଣ୍ଡ (B) ର ଶିଖର ଅବସ୍ଥାରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ପମ୍ପ-ପ୍ରୋବ ବିଳମ୍ବର କାର୍ଯ୍ୟ ଭାବରେ ଏକ୍ସପୋନ୍ସନାଲ ଫିଟ୍ (ମୋଟା ରେଖା) ସହିତ ପରିବର୍ତ୍ତନ | (A) ରେ WS2 ଶିଫ୍ଟର ଜୀବନକାଳ ହେଉଛି 1.2 ± 0.1 ps | (B) ରେ ଗ୍ରାଫେନ୍ ଶିଫ୍ଟର ଜୀବନକାଳ ହେଉଛି 1.7 ± 0.3 ps |
ପରବର୍ତ୍ତୀ ସମୟରେ, ଆମେ ଚିତ୍ର 1C ରେ ରଙ୍ଗୀନ ବାକ୍ସ ଦ୍ୱାରା ସୂଚିତ ହୋଇଥିବା ସ୍ଥାନଗୁଡିକ ଉପରେ ପମ୍ପ-ପ୍ରୋବ୍ ସିଗ୍ନାଲ୍ ସଂଯୋଗ କରୁ ଏବଂ ଫଳାଫଳ ଗଣନାକୁ ଚିତ୍ର 3 ରେ ପମ୍ପ-ପ୍ରୋବ ବିଳମ୍ବର କାର୍ଯ୍ୟ ଭାବରେ ଷଡଯନ୍ତ୍ର କରୁ | ଚିତ୍ର 3 ରେ ବକ୍ର 1 ଚିତ୍ରର ଗତିଶୀଳତା ଦେଖାଏ | ଫଟୋ ଏକ୍ସାଇଟେଡ୍ କ୍ୟାରିଅର୍ WS2 ସ୍ତରର କଣ୍ଡକ୍ଟେସନ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡର ତଳ ପାଖାପାଖି 1.1 ± 0.1 ps ଜୀବନ ସହିତ ତଥ୍ୟ ସହିତ ଏକ ସୂକ୍ଷ୍ମ ଫିଟ୍ ଠାରୁ ପ୍ରାପ୍ତ (ସପ୍ଲିମେଣ୍ଟାରୀ ସାମଗ୍ରୀ ଦେଖନ୍ତୁ) |
ପମ୍ପ-ପ୍ରୋବ ଚିହ୍ନଗୁଡିକ ଚିତ୍ର 1C ରେ ଥିବା ବାକ୍ସଗୁଡ଼ିକ ଦ୍ୱାରା ସୂଚିତ ହୋଇଥିବା ସ୍ଥାନ ଉପରେ ଫଟୋଗ୍ରାଫ୍ ଏକତ୍ର କରି ପ୍ରାପ୍ତ ହୋଇଥିବା ବିଳମ୍ବର କାର୍ଯ୍ୟ ଭାବରେ | ମୋଟା ରେଖାଗୁଡ଼ିକ ତଥ୍ୟ ସହିତ ସୂକ୍ଷ୍ମ ଫିଟ୍ | ବକ୍ର (1) WS2 ର କଣ୍ଡକ୍ଟସନ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ କ୍ଷଣସ୍ଥାୟୀ ବାହକ ଜନସଂଖ୍ୟା | ବକ୍ର (୨) ସନ୍ତୁଳନ ରାସାୟନିକ ସମ୍ଭାବନା ଉପରେ ଗ୍ରାଫେନର π- ବ୍ୟାଣ୍ଡର ପମ୍ପ-ପ୍ରୋବ ସଙ୍କେତ | ବକ୍ର ()) ସନ୍ତୁଳନ ରାସାୟନିକ ସମ୍ଭାବନା ତଳେ ଗ୍ରାଫେନର π- ବ୍ୟାଣ୍ଡର ପମ୍ପ-ପ୍ରୋବ ସଙ୍କେତ | ବକ୍ର (4) WS2 ର ଭାଲେନ୍ସ ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ନିଟ୍ ପମ୍ପ-ପ୍ରୋବ ସିଗ୍ନାଲ୍ | ଜୀବନକାଳ (1) ରେ 1.2 ± 0.1 ps, 180 ± 20 fs (ଲାଭ) ଏବଂ (2) ରେ ∼2 ps (କ୍ଷତି) ଏବଂ 1.8 ± 0.2 ps (3) ରେ ମିଳିଥାଏ |
ଚିତ୍ର 3 ର 2 ଏବଂ 3 ବକ୍ରରେ, ଆମେ ଗ୍ରାଫେନ୍ π- ବ୍ୟାଣ୍ଡର ପମ୍ପ-ପ୍ରୋବ୍ ସିଗ୍ନାଲ୍ ଦେଖାଉ | ଆମେ ଜାଣୁ ଯେ ସନ୍ତୁଳିତ ରାସାୟନିକ ସମ୍ଭାବନାଠାରୁ ଅଧିକ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ଗୁଡ଼ିକର ଲାଭ (ଚିତ୍ର 3 ରେ ବକ୍ର 2) ସନ୍ତୁଳିତ ରାସାୟନିକ ସମ୍ଭାବନା (ବକ୍ର 3 ରେ 1.8 ± 0.2 ps) ତଳେ ଥିବା ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ କ୍ଷୟ ତୁଳନାରେ ବହୁତ କମ୍ ଜୀବନକାଳ (180 ± 20 fs) ଥାଏ | ଚିତ୍ର 3) | ଅଧିକନ୍ତୁ, ଚିତ୍ର 3 ର ବକ୍ର 2 ରେ ଫୋଟୋକ୍ରରେଣ୍ଟର ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ଲାଭ ∼2 ps ଜୀବନ ସହିତ t = 400 fs ରେ କ୍ଷତିରେ ପରିଣତ ହୁଏ | ଲାଭ ଏବଂ କ୍ଷତି ମଧ୍ୟରେ ଅସୀମତା ଆବିଷ୍କୃତ ମୋନୋଲାୟର ଗ୍ରାଫେନର ପମ୍ପ-ପ୍ରୋବ ସଙ୍କେତରେ ଅନୁପସ୍ଥିତ ଥିବା ଦେଖାଯାଏ (ସପ୍ଲିମେଣ୍ଟାରୀ ସାମଗ୍ରୀରେ ଡ଼ିମ୍। S5 ଦେଖନ୍ତୁ), ସୂଚାଇଥାଏ ଯେ ଅସୀମତା WS2 / ଗ୍ରାଫେନ୍ ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକଚରରେ ଇଣ୍ଟରଲେୟର ଯୋଡିବାର ଫଳାଫଳ | ସନ୍ତୁଳିତ ରାସାୟନିକ ସମ୍ଭାବନା ଉପରେ ଏବଂ ତଳେ ଏକ ସ୍ୱଳ୍ପ ସମୟର ଲାଭ ଏବଂ ଦୀର୍ଘସ୍ଥାୟୀ କ୍ଷୟକ୍ଷତିର ପର୍ଯ୍ୟବେକ୍ଷଣ ସୂଚିତ କରେ ଯେ ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକଚରର ଫଟୋ ଏକ୍ସାଇଟେସନ୍ ପରେ ଗ୍ରାଫେନ୍ ସ୍ତରରୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଗୁଡିକ ଦକ୍ଷତାର ସହିତ ଅପସାରିତ ହୋଇଛି | ଫଳସ୍ୱରୂପ, ଗ୍ରାଫେନ୍ ସ୍ତର ସକରାତ୍ମକ ଭାବରେ ଚାର୍ଜ ହୋଇଯାଏ, ଯାହା ଚିତ୍ର 2B ରେ ମିଳୁଥିବା π- ବ୍ୟାଣ୍ଡର ବନ୍ଧନ ଶକ୍ତି ବୃଦ୍ଧି ସହିତ ସମାନ ଅଟେ | Π- ବ୍ୟାଣ୍ଡର ଡାଉନ୍ ସିଫ୍ଟ ସନ୍ତୁଳନ ଫର୍ମୀ-ଡାଇରାକ୍ ବଣ୍ଟନର ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତି ଲାଞ୍ଜକୁ ସନ୍ତୁଳିତ ରାସାୟନିକ ସମ୍ଭାବନା ଉପରୁ ଅପସାରଣ କରିଥାଏ, ଯାହା ଚିତ୍ର 3 ର ବକ୍ର 2 ରେ ପମ୍ପ-ପ୍ରୋବ ସଙ୍କେତର ପରିବର୍ତ୍ତନକୁ ଆଂଶିକ ବ୍ୟାଖ୍ୟା କରେ | ଆମେ କରିବୁ | ନିମ୍ନରେ ଦର୍ଶାନ୍ତୁ ଯେ effect- ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ଗୁଡ଼ିକର କ୍ଷଣସ୍ଥାୟୀ କ୍ଷତି ଦ୍ୱାରା ଏହି ପ୍ରଭାବ ଆହୁରି ବ anced ଼ିଥାଏ |
ଏହି ଦୃଶ୍ୟଟି ଚିତ୍ର 3 ର ବକ୍ର 4 ରେ WS2 ଭାଲେନ୍ସ ବ୍ୟାଣ୍ଡର ନେଟ ପମ୍ପ-ପ୍ରୋବ ସିଗନାଲ ଦ୍ୱାରା ସମର୍ଥିତ | ସମସ୍ତ ପମ୍ପ-ପ୍ରୋବ ବିଳମ୍ବରେ ଭାଲେନ୍ସ ବ୍ୟାଣ୍ଡ | ପରୀକ୍ଷାମୂଳକ ତ୍ରୁଟି ଦଣ୍ଡିକା ମଧ୍ୟରେ, କ any ଣସି ପମ୍ପ-ଅନୁସନ୍ଧାନ ବିଳମ୍ବ ପାଇଁ WS2 ର ଭାଲେନ୍ସ ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ଛିଦ୍ରର ଉପସ୍ଥିତି ପାଇଁ ଆମେ କ ication ଣସି ସୂଚନା ପାଇଲୁ ନାହିଁ | ଏହା ସୂଚାଇଥାଏ ଯେ, ଫଟୋ ଏକ୍ସାଇଟେସନ୍ ପରେ, ଏହି ଗାତଗୁଡିକ ଆମର ସାମୟିକ ରିଜୋଲ୍ୟୁସନ୍ ତୁଳନାରେ ସ୍ୱଳ୍ପ ସମୟ ସ୍କେଲରେ ଶୀଘ୍ର ରିଫିଲ୍ ହୁଏ |
WS2 / ଗ୍ରାଫେନ୍ ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକଚରରେ ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଷ୍ଟ ଚାର୍ଜ ପୃଥକତାର ଆମର ଅନୁମାନ ପାଇଁ ଅନ୍ତିମ ପ୍ରମାଣ ପ୍ରଦାନ କରିବାକୁ, ଆମେ ସପ୍ଲିମେଣ୍ଟାରୀ ସାମଗ୍ରୀରେ ବିସ୍ତୃତ ଭାବରେ ବର୍ଣ୍ଣନା କରାଯାଇଥିବା ପରି ଗ୍ରାଫେନ୍ ସ୍ତରକୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ ଛିଦ୍ର ସଂଖ୍ୟା ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରୁ | ସଂକ୍ଷେପରେ, π- ବ୍ୟାଣ୍ଡର କ୍ଷଣସ୍ଥାୟୀ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ବଣ୍ଟନ ଏକ ଫର୍ମି-ଡାଇରାକ୍ ବଣ୍ଟନ ସହିତ ସଜାଗଲା | କ୍ଷଣିକ ରାସାୟନିକ ସମ୍ଭାବନା ଏବଂ ବ electronic ଦ୍ୟୁତିକ ତାପମାତ୍ରା ପାଇଁ ଫଳାଫଳ ମୂଲ୍ୟରୁ ଗାତ ସଂଖ୍ୟା ଗଣନା କରାଯାଇଥିଲା | ଫଳାଫଳ ଚିତ୍ର 4 ରେ ଦର୍ଶାଯାଇଛି | ଆମେ ଜାଣୁ ଯେ ସମୁଦାୟ ସଂଖ୍ୟା ∼5 × 1012 ଛିଦ୍ର / cm2 WS2 ରୁ ଗ୍ରାଫେନକୁ 1.5 ± 0.2 ps ର ଏକ ଆଜୀବନ ଜୀବନ ସହିତ ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ ହୋଇଛି |
ପମ୍ପ-ପ୍ରୋବ ବିଳମ୍ବର କାର୍ଯ୍ୟ ଭାବରେ π- ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ଥିବା ଛିଦ୍ର ସଂଖ୍ୟା ପରିବର୍ତ୍ତନ, ଏକ୍ସପୋନ୍ସନାଲ ଫିଟ୍ ସହିତ 1.5 ± 0.2 ps ଜୀବନ ପ୍ରଦାନ କରେ |
ଡିମ୍ବିରିଗୁଡିକର ଅନୁସନ୍ଧାନରୁ | 2 ରୁ 4, WS2 / ଗ୍ରାଫେନ୍ ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକଚରରେ ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଷ୍ଟ ଚାର୍ଜ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ପାଇଁ ନିମ୍ନଲିଖିତ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପିକ୍ ଚିତ୍ର ଉତ୍ପନ୍ନ ହୁଏ (ଚିତ୍ର 5) | 2 eV ରେ WS2 / ଗ୍ରାଫେନ୍ ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକଚରର ଫଟୋ ଏକ୍ସାଇଟେସନ୍ ମୁଖ୍ୟତ WS WS2 ରେ A-exciton କୁ ସ୍ଥାନିତ କରେ (ଚିତ୍ର 5A) | ଗ୍ରାଫେନରେ ଥିବା ଡାଇରାକ୍ ପଏଣ୍ଟରେ ଏବଂ WS2 ଏବଂ ଗ୍ରାଫେନ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ମଧ୍ୟରେ ଅତିରିକ୍ତ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଉତ୍ତେଜନା ଶକ୍ତିଶାଳୀ ଭାବରେ ସମ୍ଭବ କିନ୍ତୁ ଯଥେଷ୍ଟ କମ୍ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ | WS2 ର ଭାଲେନ୍ସ ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ଥିବା ଫଟୋ ଏକ୍ସାଇଟେଡ୍ ଛିଦ୍ରଗୁଡିକ ଆମର ସାମୟିକ ରିଜୋଲ୍ୟୁସନ୍ (ଚିତ୍ର 5A) ତୁଳନାରେ ସ୍ୱଳ୍ପ ସମୟ ମଧ୍ୟରେ ଗ୍ରାଫେନ୍ π- ବ୍ୟାଣ୍ଡରୁ ଉତ୍ପନ୍ନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଦ୍ୱାରା ରିଫିଲ୍ ହୁଏ | WS2 ର କଣ୍ଡକ୍ଟସନ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ଥିବା ଫଟୋ ଏକ୍ସାଇଟେଡ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ଗୁଡ଼ିକର ଜୀବନକାଳ ∼1 ps (ଚିତ୍ର 5B) | ତଥାପି, ଗ୍ରାଫେନ୍ π- ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ଥିବା ଛିଦ୍ରଗୁଡିକ ପୁରଣ କରିବା ପାଇଁ ∼2 ps ଲାଗେ (ଚିତ୍ର 5B) | ଏହା ସୂଚିତ କରେ ଯେ, WS2 କଣ୍ଡକ୍ଟନ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଏବଂ ଗ୍ରାଫେନ୍ π- ବ୍ୟାଣ୍ଡ ମଧ୍ୟରେ ସିଧାସଳଖ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣ ବ୍ୟତୀତ, ଅତିରିକ୍ତ ଆରାମଦାୟକ ପଥ - ସମ୍ଭବତ def ତ୍ରୁଟିପୂର୍ଣ୍ଣ ରାଜ୍ୟଗୁଡିକ ମାଧ୍ୟମରେ (26) - ପୂର୍ଣ୍ଣ ଗତିଶୀଳତାକୁ ବୁ to ିବା ପାଇଁ ବିବେଚନା କରାଯିବା ଆବଶ୍ୟକ |
(କ) 2 ଇଭିରେ WS2 A- ଏକ୍ସିଟନ୍ ସହିତ ରିଜୋନାନ୍ସରେ ଫଟୋ ଏକ୍ସାଇଟେସନ୍ WS2 ର କଣ୍ଡକ୍ଟନ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଇଞ୍ଜେକ୍ଟ କରେ | WS2 ର ଭାଲେନ୍ସ ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ଥିବା ଅନୁରୂପ ଛିଦ୍ରଗୁଡ଼ିକ ତୁରନ୍ତ ଗ୍ରାଫେନ୍ π- ବ୍ୟାଣ୍ଡରୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଦ୍ୱାରା ରିଫିଲ୍ ହୁଏ | (ଖ) WS2 ର କଣ୍ଡକ୍ଟସନ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ଥିବା ଫଟୋ ଏକ୍ସାଇଟେଡ୍ ବାହକମାନଙ୍କର ଜୀବନକାଳ ∼1 ps | ଗ୍ରାଫେନ୍ π- ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ଥିବା ଛିଦ୍ରଗୁଡ଼ିକ ∼2 ps ପାଇଁ ଜୀବନ୍ତ, ଡ୍ୟାଶ୍ ତୀର ଦ୍ୱାରା ସୂଚିତ ଅତିରିକ୍ତ ବିଛାଇବା ଚ୍ୟାନେଲଗୁଡ଼ିକର ଗୁରୁତ୍ୱକୁ ସୂଚିତ କରେ | (A) ଏବଂ (B) ରେ ବ୍ଲାକ୍ ଡ୍ୟାଶ୍ ରେଖା ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଶିଫ୍ଟ ଏବଂ ରାସାୟନିକ ସାମର୍ଥ୍ୟର ପରିବର୍ତ୍ତନକୁ ସୂଚିତ କରେ | (ଗ) କ୍ଷଣସ୍ଥାୟୀ ଅବସ୍ଥାରେ, WS2 ସ୍ତର ନକାରାତ୍ମକ ଭାବରେ ଚାର୍ଜ ହୋଇଥିବାବେଳେ ଗ୍ରାଫେନ୍ ସ୍ତର ସକରାତ୍ମକ ଭାବରେ ଚାର୍ଜ ହୋଇଥାଏ | ବୃତ୍ତାକାର ପୋଲାରାଇଜଡ୍ ଆଲୋକ ସହିତ ସ୍ପିନ୍-ସିଲେକ୍ଟିଭ୍ ଉତ୍ତେଜନା ପାଇଁ, WS2 ରେ ଫଟୋ ଏକ୍ସାଇଟେଡ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଏବଂ ଗ୍ରାଫେନରେ ଥିବା ଗାତଗୁଡିକ ବିପରୀତ ସ୍ପିନ୍ ପୋଲାରାଇଜେସନ୍ ଦେଖାଇବ ବୋଲି ଆଶା କରାଯାଏ |
କ୍ଷଣସ୍ଥାୟୀ ଅବସ୍ଥାରେ, ଫଟୋ ଏକ୍ସାଇଟେଡ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଗୁଡିକ WS2 ର କଣ୍ଡକ୍ଟେସନ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ରହିଥିବାବେଳେ ଫଟୋ ଏକ୍ସାଇଟେଡ୍ ଛିଦ୍ରଗୁଡିକ ଗ୍ରାଫେନର band- ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ଅବସ୍ଥିତ (ଚିତ୍ର 5C) | ଏହାର ଅର୍ଥ ହେଉଛି WS2 ସ୍ତର ନକାରାତ୍ମକ ଭାବରେ ଚାର୍ଜ ହୋଇଛି ଏବଂ ଗ୍ରାଫେନ୍ ସ୍ତର ସକରାତ୍ମକ ଭାବରେ ଚାର୍ଜ ହୋଇଛି | ଏହା କ୍ଷଣସ୍ଥାୟୀ ଶିଖର ଶିଫ୍ଟ (ଚିତ୍ର 2), ଗ୍ରାଫେନ୍ ପମ୍ପ-ପ୍ରୋବ୍ ସିଗ୍ନାଲ୍ (ଚିତ୍ର 3 ର ବକ୍ର 2 ଏବଂ 3), WS2 ର ଭାଲେନ୍ସ ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ଛିଦ୍ରର ଅନୁପସ୍ଥିତି (ବକ୍ର 4 ଚିତ୍ର 3) ପାଇଁ ହିସାବ କରେ | , ଏବଂ ଗ୍ରାଫେନ୍ π- ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ଥିବା ଅତିରିକ୍ତ ଛିଦ୍ରଗୁଡିକ (ଚିତ୍ର 4) | ଏହି ଚାର୍ଜ-ପୃଥକ ସ୍ଥିତିର ଜୀବନକାଳ ∼1 ps (ବକ୍ର 1 ଚିତ୍ର 3) |
ସମାନ ଚାର୍ଜ-ପୃଥକ କ୍ଷଣସ୍ଥାୟୀ ରାଜ୍ୟଗୁଡିକ ସଂପୃକ୍ତ ଭ୍ୟାନ୍ ଡେର୍ ୱାଲ୍ସ ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକଚରଗୁଡିକରେ ଦୁଇଟି ସିଧାସଳଖ ଫାଙ୍କା ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟରରୁ ଟାଇପ୍ II ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଆଲାଇନ୍ମେଣ୍ଟ ଏବଂ ଷ୍ଟାଗେଡ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡଗ୍ୟାପ୍ (27–32) ରେ ପରିଲକ୍ଷିତ ହୋଇଛି | ଫଟୋ ଏକ୍ସାଇଟେସନ୍ ପରେ, ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଏବଂ ଛିଦ୍ରଗୁଡିକ ଯଥାକ୍ରମେ କଣ୍ଡକ୍ଟେସନ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡର ତଳଭାଗକୁ ଏବଂ ଭାଲେନ୍ସ ବ୍ୟାଣ୍ଡର ଉପରକୁ ଯିବା ପାଇଁ ମିଳିଲା, ଯାହା ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକଚରର ବିଭିନ୍ନ ସ୍ତରରେ ଅବସ୍ଥିତ (27–32) |
ଆମର WS2 / ଗ୍ରାଫେନ୍ ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକଚର କ୍ଷେତ୍ରରେ, ଉଭୟ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଏବଂ ଛିଦ୍ର ପାଇଁ ଶକ୍ତିଶାଳୀ ଅନୁକୂଳ ସ୍ଥାନ ଧାତବ ଗ୍ରାଫେନ୍ ସ୍ତରରେ ଫର୍ମୀ ସ୍ତରରେ | ତେଣୁ, ଆଶା କରାଯାଏ ଯେ ଉଭୟ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଏବଂ ଛିଦ୍ର ଶୀଘ୍ର ଗ୍ରାଫେନ୍ π- ବ୍ୟାଣ୍ଡକୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ ହୁଏ | ତଥାପି, ଆମର ମାପଗୁଡିକ ସ୍ପଷ୍ଟ ଭାବରେ ଦର୍ଶାଏ ଯେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସ୍ଥାନାନ୍ତର (∼1 ps) ଅପେକ୍ଷା ଗାତ ସ୍ଥାନାନ୍ତର (<200 fs) ଅଧିକ ଦକ୍ଷ | ଆମେ ଏହାକୁ WS2 ର ଆପେକ୍ଷିକ ଶକ୍ତିଶାଳୀ ଆଲାଇନ୍ମେଣ୍ଟ୍ ଏବଂ ଗ୍ରାଫେନ୍ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ସହିତ ଚିତ୍ରିତ 1A ରେ ପ୍ରକାଶିତ ହୋଇଛି ଯାହା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ ଟ୍ରାନ୍ସଫର ତୁଳନାରେ ବହୁ ସଂଖ୍ୟକ ଉପଲବ୍ଧ ଚୂଡ଼ାନ୍ତ ରାଜ୍ୟ ପ୍ରଦାନ କରିଥାଏ (14, 15) | ବର୍ତ୍ତମାନ ପରିସ୍ଥିତିରେ, ∼2 eV WS2 ବ୍ୟାଣ୍ଡଗ୍ୟାପ୍ ଅନୁମାନ କଲେ, ଗ୍ରାଫେନ୍ ଡାଇରାକ୍ ପଏଣ୍ଟ ଏବଂ ସନ୍ତୁଳିତ ରାସାୟନିକ ସମ୍ଭାବନା ଯଥାକ୍ରମେ WS2 ବ୍ୟାଣ୍ଡଗ୍ୟାପ୍ ମଧ୍ୟଭାଗରେ ∼0.5 ଏବଂ ∼0.2 ଇଭିରେ ଅବସ୍ଥିତ, ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍-ଗାତର ସମୃଦ୍ଧତା | ଆମେ ଜାଣୁ ଯେ ଗାତ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ପାଇଁ ଉପଲବ୍ଧ ଚୂଡ଼ାନ୍ତ ରାଜ୍ୟ ସଂଖ୍ୟା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ଅପେକ୍ଷା ∼6 ଗୁଣ ଅଧିକ (ସପ୍ଲିମେଣ୍ଟାରୀ ସାମଗ୍ରୀ ଦେଖନ୍ତୁ), ଯେଉଁ କାରଣରୁ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ଅପେକ୍ଷା ଗାତ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ଦ୍ରୁତ ହେବ ବୋଲି ଆଶା କରାଯାଏ |
ଦେଖାଯାଇଥିବା ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଷ୍ଟ ଅସୀମେଟ୍ରିକ୍ ଚାର୍ଜ ସ୍ଥାନାନ୍ତରର ଏକ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପିକ୍ ଚିତ୍ର, ତଥାପି, WS2 ରେ ଏ-ଏକ୍ଜିଟନ୍ ତରଙ୍ଗ କାର୍ଯ୍ୟ ଏବଂ ଗ୍ରାଫେନ୍ π- ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଗଠନ କରୁଥିବା କକ୍ଷପଥଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ ଓଭରଲପ୍ ବିଷୟରେ ବିଚାର କରିବା ଉଚିତ, ଯଥାକ୍ରମେ ବିଭିନ୍ନ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ-ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ ଏବଂ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ-ଫୋନ ବିଛାଇବା | ଗତି, ଶକ୍ତି, ସ୍ପିନ୍, ଏବଂ ସିଉଡୋସ୍ପିନ ସଂରକ୍ଷଣ, ପ୍ଲାଜମା ଦୋହରିବାର ପ୍ରଭାବ (33), ଏବଂ ଏକ ସମ୍ଭାବ୍ୟ ବିସ୍ଥାପିତ ଉତ୍ସାହର ଭୂମିକା ସହିତ ଚ୍ୟାନେଲଗୁଡିକ | ସମନ୍ୱିତ ଫୋନନ୍ ଦୋହରିବାର ଯାହା ଚାର୍ଜ ସ୍ଥାନାନ୍ତରର ମଧ୍ୟସ୍ଥ ହୋଇପାରେ (34, 35) | ଆହୁରି ମଧ୍ୟ, ଅନୁମାନ କରାଯାଇପାରେ ଯେ ପର୍ଯ୍ୟବେକ୍ଷଣ କରାଯାଇଥିବା ଚାର୍ଜ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ଅବସ୍ଥାରେ ଚାର୍ଜ ଟ୍ରାନ୍ସଫର ଏକ୍ଜିଟନ୍ କିମ୍ବା ମାଗଣା ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନ-ଗାତ ଯୁଗଳ ଅଛି (ସପ୍ଲିମେଣ୍ଟାରୀ ସାମଗ୍ରୀ ଦେଖନ୍ତୁ) | ଏହି ବିଷୟଗୁଡିକ ସ୍ପଷ୍ଟ କରିବାକୁ ବର୍ତ୍ତମାନର କାଗଜ ପରିସର ବାହାରେ ଥିବା ଅଧିକ ତତ୍ତ୍ୱିକ ଅନୁସନ୍ଧାନ ଆବଶ୍ୟକ |
ସଂକ୍ଷେପରେ, ଆମେ ଏକ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ WS2 / ଗ୍ରାଫେନ୍ ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକଚରରେ ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଷ୍ଟ ଇଣ୍ଟରଲେୟର ଚାର୍ଜ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ଅଧ୍ୟୟନ ପାଇଁ tr-ARPES ବ୍ୟବହାର କରିଛୁ | ଆମେ ଜାଣିଲୁ ଯେ, ଯେତେବେଳେ 2 eV ରେ WS2 ର A-exciton ରେ ରିଜୋନାନ୍ସରେ ଉତ୍ସାହିତ, ଫଟୋ ଏକ୍ସାଇଟେଡ୍ ଛିଦ୍ରଗୁଡିକ ଶୀଘ୍ର ଗ୍ରାଫେନ୍ ସ୍ତରକୁ ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ ହୁଏ ଯେତେବେଳେ ଫଟୋ ଏକ୍ସାଇଟେଡ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ WS2 ସ୍ତରରେ ରହିଥାଏ | ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ଅପେକ୍ଷା ଗାତ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ପାଇଁ ଉପଲବ୍ଧ ଚୂଡ଼ାନ୍ତ ରାଜ୍ୟ ସଂଖ୍ୟା ଅଧିକ ବୋଲି ଆମେ ଏହାକୁ ଦର୍ଶାଇଛୁ | ଚାର୍ଜ-ପୃଥକ କ୍ଷଣସ୍ଥାୟୀ ଅବସ୍ଥାର ଜୀବନକାଳ ∼1 ps ବୋଲି ଜଣାପଡିଛି | ବୃତ୍ତାକାର ପୋଲାରାଇଜଡ୍ ଆଲୋକ (22-25) ବ୍ୟବହାର କରି ସ୍ପିନ୍-ସିଲେକ୍ଟିଭ୍ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଉତ୍ତେଜନା ସହିତ ମିଳିତ ଭାବରେ, ଦେଖାଯାଇଥିବା ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଷ୍ଟ ଚାର୍ଜ ସ୍ଥାନାନ୍ତର ସ୍ପିନ୍ ଟ୍ରାନ୍ସଫର୍ ସହିତ ହୋଇପାରେ | ଏହି ପରିପ୍ରେକ୍ଷୀରେ, ଅନୁସନ୍ଧାନ କରାଯାଇଥିବା WS2 / ଗ୍ରାଫେନ୍ ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକଚର ଗ୍ରାଫେନରେ ଦକ୍ଷ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ସ୍ପିନ୍ ଇଞ୍ଜେକ୍ସନ୍ ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇପାରେ ଯାହା ଫଳସ୍ୱରୂପ ଉପନ୍ୟାସ ଅପ୍ଟୋସ୍ପଣ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକରେ ପରିଣତ ହୁଏ |
ଗ୍ରାଫେନ୍ ନମୁନାଗୁଡିକ SiCrystal GmbH ରୁ ବ୍ୟବସାୟିକ ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟିଙ୍ଗ୍ 6H-SiC (0001) ୱାଫର୍ ଉପରେ ବୃଦ୍ଧି କରାଯାଇଥିଲା | N-doped ୱାଫର୍ଗୁଡ଼ିକ 0.5। ° ° ତଳେ ଏକ ଭୁଲ୍ ସହିତ ଅନ୍-ଅକ୍ଷରେ ଥିଲା | ସ୍କ୍ରାଚ୍ ଅପସାରଣ ଏବଂ ନିୟମିତ ଫ୍ଲାଟ ଟେରାସ୍ ପାଇବା ପାଇଁ SiC ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍-ଇଚ୍ କରାଯାଇଥିଲା | ପରିଷ୍କାର ଏବଂ ପରମାଣୁ ସମତଳ ସି-ଟର୍ମିଟେଡ୍ ଭୂପୃଷ୍ଠ ତା’ପରେ ଆର୍ ବାୟୁମଣ୍ଡଳରେ ନମୁନାକୁ 1300 ° C ରେ 8 ମିନିଟ୍ (36) ପାଇଁ ଆନ୍ନାଲିଙ୍ଗ୍ କରି ଗ୍ରାଫାଇଜ୍ କରାଯାଇଥିଲା | ଏହି ଉପାୟରେ, ଆମେ ଗୋଟିଏ କାର୍ବନ ସ୍ତର ପାଇଲୁ ଯେଉଁଠାରେ ପ୍ରତ୍ୟେକ ତୃତୀୟ ଅଙ୍ଗାରକାମ୍ଳ ପରମାଣୁ SiC ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ (37) ସହିତ ଏକ କୋଭାଲାଣ୍ଟ ବଣ୍ଡ ଗଠନ କଲା | ଏହି ସ୍ତର ପରେ ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ଇଣ୍ଟରକାଲେସନ୍ (38) ମାଧ୍ୟମରେ ସଂପୂର୍ଣ୍ଣ sp2- ହାଇବ୍ରିଡାଇଜଡ୍ କ୍ୱାସି ଫ୍ରି-ଷ୍ଟାଣ୍ଡିଙ୍ଗ୍ ହୋଲ୍-ଡୋପେଡ୍ ଗ୍ରାଫେନରେ ପରିଣତ ହେଲା | ଏହି ନମୁନାଗୁଡ଼ିକୁ ଗ୍ରାଫେନ୍ / ଏଚ୍-ସିସି (0001) କୁହାଯାଏ | ସମଗ୍ର ପ୍ରକ୍ରିୟା ଆକ୍ସଟ୍ରନ୍ ଠାରୁ ଏକ ବ୍ୟବସାୟିକ ବ୍ଲାକ୍ ମ୍ୟାଜିକ୍ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ପ୍ରକୋଷ୍ଠରେ କରାଯାଇଥିଲା | WS2 ଅଭିବୃଦ୍ଧି ଏକ ମାନକ ହଟ-ୱାଲ୍ ରିଆକ୍ଟରରେ ନିମ୍ନ ଚାପର ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା (39, 40) ଦ୍ W ାରା WO3 ଏବଂ S ପାଉଡର ବ୍ୟବହାର କରି 1: 100 ଅନୁପାତରେ ପୂର୍ବ ଅନୁପାତ ଭାବରେ କରାଯାଇଥିଲା | WO3 ଏବଂ S ପାଉଡରଗୁଡିକ ଯଥାକ୍ରମେ 900 ଏବଂ 200 ° C ରେ ରଖାଯାଇଥିଲା | WO3 ପାଉଡରକୁ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପାଖରେ ରଖାଯାଇଥିଲା | 8 ବର୍ଗ ମିଟର ପ୍ରବାହ ସହିତ ଆର୍ଗନ୍ କ୍ୟାରିଅର୍ ଗ୍ୟାସ୍ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହେଉଥିଲା | ରିଆକ୍ଟରରେ ଥିବା ଚାପ 0.5। Mb ମିବାରରେ ରଖାଯାଇଥିଲା | ନମୁନାଗୁଡିକ ଦ୍ secondary ିତୀୟ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପି, ପରମାଣୁ ଶକ୍ତି ମାଇକ୍ରୋସ୍କୋପି, ରମଣ, ଏବଂ ଫୋଟୋଲୁମାଇନ୍ସେନ୍ସ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରସ୍କୋପି ସହିତ ସ୍ୱଳ୍ପ ଶକ୍ତି ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଡିଫ୍ରାକ୍ସନ୍ ସହିତ ବର୍ଣ୍ଣିତ ହୋଇଥିଲା | ଏହି ମାପଗୁଡିକ ଦୁଇଟି ଭିନ୍ନ WS2 ଏକକ-ସ୍ଫଟିକ୍ ଡୋମେନ୍ ପ୍ରକାଶ କଲା ଯେଉଁଠାରେ ΓK- କିମ୍ବା ΓK'- ଦିଗ ଗ୍ରାଫେନ୍ ସ୍ତରର ΓK- ଦିଗ ସହିତ ସମାନ୍ତରାଳ | ଡୋମେନ୍ ପାର୍ଶ୍ୱ ଲମ୍ବ 300 ରୁ 700 nm ମଧ୍ୟରେ ଭିନ୍ନ ଥିଲା ଏବଂ ARPES ବିଶ୍ଳେଷଣ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ WS2 କଭରେଜ୍ ∼40% ପାଖାପାଖି ହୋଇଥିଲା |
ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ଶକ୍ତି ଏବଂ ଗତିର ଦୁଇ-ଡାଇମେନ୍ସନାଲ୍ ଚିହ୍ନଟ ପାଇଁ ଏକ ଚାର୍ଜ-କପ୍ଲେଡ୍ ଡିଭାଇସ୍ - ଡିଟେକ୍ଟର ସିଷ୍ଟମ ବ୍ୟବହାର କରି ଏକ ହେମିସଫେରିକାଲ୍ ଆନାଲିଜର୍ (SPECS PHOIBOS 150) ସହିତ ଷ୍ଟାଟିକ୍ ARPES ପରୀକ୍ଷଣ କରାଯାଇଥିଲା | ସମସ୍ତ ଫଟୋମିସନ୍ ପରୀକ୍ଷଣ ପାଇଁ ଏକ ଉଚ୍ଚ-ଫ୍ଲକ୍ସ ସେ ଡିସଚାର୍ଜ ଉତ୍ସ (VG Scienta VUV5000) ର ଅଣପୋଲାରାଇଜଡ୍, ମୋନୋକ୍ରୋମାଟିକ୍ He Iα ବିକିରଣ (21.2 eV) ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇଥିଲା | ଆମର ପରୀକ୍ଷଣରେ ଶକ୍ତି ଏବଂ କୋଣାର୍କ ରେଜୋଲୁସନ ଯଥାକ୍ରମେ 30 ମେଭି ଏବଂ 0.3 ° (0.01 Å - 1 ଅନୁରୂପ) ଠାରୁ ଭଲ ଥିଲା | ସମସ୍ତ ପରୀକ୍ଷଣ କୋଠରୀ ତାପମାତ୍ରାରେ କରାଯାଇଥିଲା | ARPES ଏକ ଅତ୍ୟନ୍ତ ପୃଷ୍ଠଭୂମି ସମ୍ବେଦନଶୀଳ କ technique ଶଳ | ଉଭୟ WS2 ଏବଂ ଗ୍ରାଫେନ୍ ସ୍ତରରୁ ଫଟୋଲେକ୍ଟ୍ରନ୍ ବାହାର କରିବାକୁ, ∼40% ର ଅସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ WS2 କଭରେଜ୍ ସହିତ ନମୁନା ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇଥିଲା |
Tr-ARPES ସେଟଅପ୍ 1-kHz ଟାଇଟାନିୟମ୍: ନୀଳମଣି ଏମ୍ପ୍ଲିଫାୟର୍ (କୋହେରଣ୍ଟ୍ କିମ୍ବଦନ୍ତୀ ଏଲିଟ୍ ଡୁ) ଉପରେ ଆଧାରିତ | ଆର୍ଗୋନରେ ଉଚ୍ଚ ହାରମୋନିକ୍ସ ଉତ୍ପାଦନ ପାଇଁ 2 mJ ଆଉଟପୁଟ୍ ଶକ୍ତି ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇଥିଲା | ଫଳସ୍ୱରୂପ ଅତ୍ୟଧିକ ଅତିବାଇଗଣି ରଙ୍ଗର ଆଲୋକ ଏକ ଗ୍ରେଟିଂ ମୋନୋକ୍ରୋମେଟର ଦେଇ 26-ଇଭି ଫୋଟନ୍ ଶକ୍ତିରେ 100-fs ପ୍ରୋବ ଡାଲି ଉତ୍ପାଦନ କଲା | 8mJ ଆମ୍ପ୍ଲିଫାୟର୍ ଆଉଟପୁଟ୍ ଶକ୍ତି ଏକ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ପାରାମେଟ୍ରିକ୍ ଏମ୍ପ୍ଲିଫାୟର୍ (ହାଲୁକା ରୂପାନ୍ତରରୁ HE-TOPAS) କୁ ପଠାଗଲା | 1-ଇଭି ଫୋଟନ୍ ଶକ୍ତିରେ ଥିବା ସିଗ୍ନାଲ୍ ବିମ୍ 2-ଇଭି ପମ୍ପ ଡାଲି ପାଇବା ପାଇଁ ଏକ ବିଟା ବାରିୟମ୍ ବୋରେଟ୍ ସ୍ଫଟିକରେ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ଦ୍ୱିଗୁଣିତ ହୋଇଥିଲା | Tr-ARPES ମାପ ଏକ ହେମିସଫେରିକାଲ୍ ଆନାଲିଜର୍ (SPECS PHOIBOS 100) ସହିତ କରାଯାଇଥିଲା | ସାମଗ୍ରିକ ଶକ୍ତି ଏବଂ ସାମୟିକ ରେଜୋଲୁସନ ଯଥାକ୍ରମେ 240 ମେଭି ଏବଂ 200 fs ଥିଲା |
ଏହି ଆର୍ଟିକିଲ ପାଇଁ ସପ୍ଲିମେଣ୍ଟାରୀ ସାମଗ୍ରୀ http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/20/eaay0761/DC1 ରେ ଉପଲବ୍ଧ |
କ୍ରିଏଟିଭ କମନ୍ସ ଆଟ୍ରିବ୍ୟୁସନ୍-ଅଣ-କମର୍ସିଆଲ୍ ଲାଇସେନ୍ସ ସର୍ତ୍ତାବଳୀ ଅନୁଯାୟୀ ଏହା ଏକ ଖୋଲା-ଆକ୍ସେସ୍ ଆର୍ଟିକିଲ୍ ଅଟେ, ଯାହାକି ଯେକ medium ଣସି ମାଧ୍ୟମରେ ବ୍ୟବହାର, ବଣ୍ଟନ ଏବଂ ପୁନ oduction ପ୍ରବାହକୁ ଅନୁମତି ଦେଇଥାଏ, ଯେପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଫଳାଫଳ ବ୍ୟବହାର ବ୍ୟବସାୟିକ ସୁବିଧା ପାଇଁ ନୁହେଁ ଏବଂ ମୂଳ କାର୍ଯ୍ୟ ସଠିକ୍ ଭାବରେ ପ୍ରଦାନ କରାଯାଇଥାଏ | ଉଦ୍ଧୃତ
ଟିପ୍ପଣୀ: ଆମେ କେବଳ ଆପଣଙ୍କର ଇମେଲ୍ ଠିକଣା ଅନୁରୋଧ କରୁଛୁ ଯାହା ଦ୍ you ାରା ଆପଣ ପୃଷ୍ଠାକୁ ସୁପାରିଶ କରୁଥିବା ବ୍ୟକ୍ତି ଜାଣନ୍ତି ଯେ ଆପଣ ଏହା ଦେଖିବାକୁ ଚାହୁଁଛନ୍ତି, ଏବଂ ଏହା ଜଙ୍କ୍ ମେଲ୍ ନୁହେଁ | ଆମେ କ any ଣସି ଇମେଲ୍ ଠିକଣା କ୍ୟାପଚର୍ କରୁନାହୁଁ |
ଏହି ପ୍ରଶ୍ନଟି ହେଉଛି ତୁମେ ଜଣେ ମାନବ ପରିଦର୍ଶକ କି ନୁହେଁ ଏବଂ ସ୍ୱୟଂଚାଳିତ ସ୍ପାମ୍ ଉପସ୍ଥାପନାକୁ ରୋକିବା ପାଇଁ |
ସେଭେନ୍ ଆଇସଲିମାନ୍, ଆଣ୍ଟୋନିଓ ରୋସି, ମାରିଆନା ଚାଭେଜ୍-ସର୍ଭାଣ୍ଟେସ୍, ରଜଭାନ୍ କ୍ରାଉସ୍, ବେନିଟୋ ଆର୍ନୋଲଡି, ବେଞ୍ଜାମିନ୍ ଷ୍ଟାଡମୁଲର୍, ମାର୍ଟିନ୍ ଆଇସଲିମାନ୍, ଷ୍ଟିଭେନ୍ ଫୋର୍ଟି, ଫିଲିପ୍ପୋ ଫାବ୍ରି, କାମିଲା କୋଲେଟି, ଇସାବେେଲା ଜିଆରଜ୍
ଆମେ WS2 / ଗ୍ରାଫେନ୍ ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକଚରରେ ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଷ୍ଟ ଚାର୍ଜ ପୃଥକତା ପ୍ରକାଶ କରୁ, ସମ୍ଭବତ gr ଗ୍ରାଫେନରେ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ସ୍ପିନ୍ ଇଞ୍ଜେକ୍ସନ୍ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ |
ସେଭେନ୍ ଆଇସଲିମାନ୍, ଆଣ୍ଟୋନିଓ ରୋସି, ମାରିଆନା ଚାଭେଜ୍-ସର୍ଭାଣ୍ଟେସ୍, ରଜଭାନ୍ କ୍ରାଉସ୍, ବେନିଟୋ ଆର୍ନୋଲଡି, ବେଞ୍ଜାମିନ୍ ଷ୍ଟାଡମୁଲର୍, ମାର୍ଟିନ୍ ଆଇସଲିମାନ୍, ଷ୍ଟିଭେନ୍ ଫୋର୍ଟି, ଫିଲିପ୍ପୋ ଫାବ୍ରି, କାମିଲା କୋଲେଟି, ଇସାବେେଲା ଜିଆରଜ୍
ଆମେ WS2 / ଗ୍ରାଫେନ୍ ହେଟେରୋଷ୍ଟ୍ରକଚରରେ ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଷ୍ଟ ଚାର୍ଜ ପୃଥକତା ପ୍ରକାଶ କରୁ, ସମ୍ଭବତ gr ଗ୍ରାଫେନରେ ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ସ୍ପିନ୍ ଇଞ୍ଜେକ୍ସନ୍ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ |
© 2020 ବିଜ୍ଞାନର ଉନ୍ନତି ପାଇଁ ଆମେରିକୀୟ ଆସୋସିଏସନ୍ | ସମସ୍ତ ଅଧିକାର ସଂରକ୍ଷିତ | AAAS ହେଉଛି HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef ଏବଂ COUNTER ର ଏକ ଅଂଶୀଦାର | ସାଇନ୍ସ ଆଡଭାନ୍ସ ISSN 2375-2548 |
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ମେ -25-2020 |