Tunatumia spectroscopy ya muda na angle-resolved photoemission (tr-ARPES) kuchunguza uhamishaji wa malipo ya haraka sana katika muundo wa epitaxial ulioundwa na monolayer WS2 na graphene. Muundo huu wa hetero unachanganya manufaa ya semiconductor yenye pengo la moja kwa moja na unganisho dhabiti wa obiti ya mzunguko na mwingiliano dhabiti wa jambo la mwanga na zile za wabebaji wa nusu-metali wenye uhamishaji wa juu sana na maisha marefu ya mzunguko. Tunapata kwamba, baada ya msisimko wa picha kwenye msisimko wa A-exciton katika WS2, mashimo yenye picha msisimko huhamishwa kwa kasi hadi kwenye safu ya graphene huku elektroni zenye msisimko zikisalia kwenye safu ya WS2. Hali ya muda mfupi iliyotenganishwa na chaji imepatikana kuwa na maisha ya ~ 1 ps. Tunahusisha matokeo yetu na tofauti katika nafasi ya awamu ya kutawanya inayosababishwa na upatanishaji jamaa wa bendi za WS2 na graphene kama inavyofichuliwa na ARPES ya ubora wa juu. Pamoja na msisimko wa kuchagua unaozunguka, muundo wa heterosi wa WS2/graphene uliochunguzwa unaweza kutoa jukwaa la udungaji mzuri wa spin wa macho kwenye graphene.
Upatikanaji wa nyenzo nyingi tofauti za pande mbili umefungua uwezekano wa kuunda muundo mpya wa riwaya na utendakazi mpya kabisa kulingana na uchunguzi wa dielectri uliolengwa na athari mbali mbali zinazosababishwa na ukaribu (1-3). Vifaa vya uthibitisho wa kanuni kwa matumizi ya baadaye katika uwanja wa umeme na optoelectronics vimetambuliwa (4-6).
Hapa, tunaangazia miundo ya epitaxial van der Waals inayojumuisha monolayer WS2, semicondukta ya pengo la moja kwa moja yenye uunganisho thabiti wa obiti ya mzunguko na mgawanyiko mkubwa wa mzunguko wa muundo wa bendi kutokana na ulinganifu wa inversion uliovunjika (7), na graphene ya monolayer, nusu metali. na muundo conical bendi na juu sana carrier uhamaji (8), mzima juu ya hidrojeni- terminated SiC(0001). Dalili za kwanza za uhamishaji wa malipo ya haraka zaidi (9–15) na athari za ukaribu zinazotokana na uunganisho wa obiti ya mzunguko (16–18) hufanya WS2/graphene na miundo sawa ya muundo wa kuahidi kwa ajili ya programu za baadaye za optoelectronic (19) na optospintronic (20).
Tuliazimia kufichua njia za kutulia za jozi za mashimo ya elektroni zilizozalishwa kwa picha katika WS2/graphene kwa kutumia taswira ya utumaji picha iliyosuluhishwa na saa na pembe (tr-ARPES). Kwa madhumuni hayo, tunachangamsha muundo wa hetero na mipigo ya pampu ya 2-eV inayopatana na A-exciton katika WS2 (21, 12) na kutoa elektroni za picha kwa mpigo wa uchunguzi uliocheleweshwa kwa mara ya pili kwa nishati ya fotoni 26-eV. Tunabainisha nishati ya kinetiki na pembe ya utoaji wa elektroni za foto kwa kutumia kichanganuzi cha hemispherical kama kipengele cha kuchelewesha uchunguzi wa pampu ili kupata ufikiaji wa mienendo ya mtoa huduma iliyotatuliwa kwa wakati. Azimio la nishati na wakati ni 240 meV na 200 fs, mtawalia.
Matokeo yetu hutoa ushahidi wa moja kwa moja wa uhamishaji wa malipo ya haraka kati ya tabaka zilizosawazishwa na epitaxially, kuthibitisha dalili za kwanza kulingana na mbinu za macho yote katika heterostructures zilizokusanywa kwa mikono na upatanishi wa azimuthal wa tabaka (9-15). Kwa kuongeza, tunaonyesha kwamba uhamisho huu wa malipo ni wa juu sana. Vipimo vyetu hufichua hali ya muda ya muda ambayo haikuzingatiwa hapo awali iliyotenganishwa na chaji na elektroni zenye msisimko na mashimo yaliyo katika safu ya WS2 na graphene, mtawalia, ambayo huishi kwa ~ 1 p. Tunafasiri matokeo yetu kulingana na tofauti za nafasi ya awamu ya elektroni na uhamishaji wa shimo unaosababishwa na upatanishaji jamaa wa bendi za WS2 na graphene kama inavyofichuliwa na ARPES ya msongo wa juu. Ikiunganishwa na msisimko wa spin- na bonde-chagua msisimko (22-25) WS2/graphene heterostructures inaweza kutoa jukwaa jipya kwa ajili ya udungaji bora wa kasi wa macho wa kusokota kwenye graphene.
Kielelezo 1A kinaonyesha kipimo cha ubora wa juu cha ARPES kilichopatikana kwa taa ya heliamu ya muundo wa bendi kando ya ΓK-mwelekeo wa epitaxial WS2/graphene heterostructure. Koni ya Dirac imegunduliwa kuwa na shimo-doped na uhakika wa Dirac iko ~ 0.3 eV juu ya uwezo wa usawa wa kemikali. Sehemu ya juu ya bendi ya valence ya spin-split ya WS2 inapatikana kuwa ~ 1.2 eV chini ya uwezo wa kemikali wa usawa.
(A) Msawazo wa fotocurrent iliyopimwa kando ya mwelekeo wa ΓK kwa taa ya heliamu isiyo na polar. (B) Mkondo wa picha kwa ucheleweshaji hasi wa uchunguzi wa pampu inayopimwa kwa mipigo ya urujuanimno kali ya p-polarized katika nishati ya fotoni 26-eV. Mistari ya kijivu na nyekundu iliyokatika huashiria nafasi ya wasifu wa mstari unaotumiwa kutoa nafasi za kilele za muda mfupi katika Mchoro 2. (C) Mabadiliko yanayotokana na pampu ya 200 fs ya picha baada ya msisimko wa picha kwenye pampu ya nishati ya fotoni ya 2 eV yenye ufasaha wa pampu. ya 2 mJ/cm2. Faida na hasara ya photoelectrons huonyeshwa kwa nyekundu na bluu, kwa mtiririko huo. Sanduku zinaonyesha eneo la kuunganishwa kwa ufuatiliaji wa pampu iliyoonyeshwa kwenye Mchoro 3.
Kielelezo 1B kinaonyesha muhtasari wa tr-ARPES wa muundo wa bendi iliyo karibu na WS2 na graphene K-pointi zilizopimwa kwa mipigo ya ultraviolet kali ya 100-fs kwa nishati ya fotoni 26-eV kwa kuchelewa kwa pampu-probe kabla ya kuwasili kwa mshindo wa pampu. Hapa, mgawanyiko wa spin haujatatuliwa kwa sababu ya uharibifu wa sampuli na kuwepo kwa msukumo wa pampu ya 2-eV ambayo husababisha upanuzi wa malipo ya nafasi ya vipengele vya spectral. Mchoro wa 1C unaonyesha mabadiliko yanayotokana na pampu ya mkondo wa picha kwa heshima na Mtini. 1B kwa kuchelewa kwa pampu ya 200 fs ambapo mawimbi ya uchunguzi wa pampu hufikia upeo wake. Rangi nyekundu na bluu zinaonyesha faida na hasara ya photoelectrons, kwa mtiririko huo.
Ili kuchanganua mienendo hii tajiri kwa undani zaidi, kwanza tunabainisha nafasi za kilele za muda mfupi za bendi ya valence ya WS2 na bendi ya graphene π kando ya mistari iliyokatwa kwenye Mchoro 1B kama ilivyofafanuliwa kwa kina katika Nyenzo za Ziada. Tunapata kwamba bendi ya valence ya WS2 hubadilika juu kwa 90 meV (Mchoro 2A) na graphene π-bendi husogea chini kwa 50 meV (Mchoro 2B). Muda wa maisha ya mabadiliko haya unapatikana kuwa 1.2 ± 0.1 ps kwa bendi ya valence ya WS2 na 1.7 ± 0.3 ps kwa graphene π-bendi. Mabadiliko haya ya kilele hutoa ushahidi wa kwanza wa malipo ya muda mfupi ya tabaka mbili, ambapo malipo ya ziada chanya (hasi) huongeza (hupungua) nishati ya kisheria ya majimbo ya kielektroniki. Kumbuka kuwa kiinua mgongo cha bendi ya valence ya WS2 kinawajibika kwa mawimbi mashuhuri ya uchunguzi wa pampu katika eneo lililowekwa alama na kisanduku cheusi kwenye Mchoro 1C.
Badilisha katika nafasi ya kilele cha bendi ya valence ya WS2 (A) na graphene π-bendi (B) kama chaguo la kuchelewesha uchunguzi wa pampu pamoja na utoshelevu mkubwa (mistari nene). Muda wa maisha wa mabadiliko ya WS2 katika (A) ni 1.2 ± 0.1 ps. Maisha ya mabadiliko ya graphene katika (B) ni 1.7 ± 0.3 ps.
Ifuatayo, tunaunganisha ishara ya uchunguzi wa pampu juu ya maeneo yaliyoonyeshwa na visanduku vya rangi kwenye Mchoro 1C na kupanga hesabu zinazotokana na kucheleweshwa kwa uchunguzi wa pampu kwenye Mchoro 3. Curve 1 katika Kielelezo 3 inaonyesha mienendo ya wabebaji walio na msisimko karibu na sehemu ya chini ya utengo wa upitishaji wa safu ya WS2 na muda wa maisha wa 1.1 ± 0.1 ps uliopatikana kutokana na kutosheleza kwa kasi hadi data (tazama Nyenzo za Ziada).
Ufuatiliaji wa uchunguzi wa pampu kama kipengele cha kuchelewesha kupatikana kwa kuunganisha mkondo wa picha juu ya eneo lililoonyeshwa na visanduku kwenye Mchoro 1C. Mistari minene ni kielelezo kinacholingana na data. Curve (1) Idadi ya wabebaji wa muda mfupi katika bendi ya upitishaji ya WS2. Mviringo (2) Ishara ya pampu-chunguza ya π-bendi ya graphene juu ya uwezo wa msawazo wa kemikali. Mviringo (3) Ishara ya pampu-chunguza ya π-bendi ya graphene chini ya uwezo wa kemikali wa usawa. Curve (4) Mawimbi ya uchunguzi wa pampu wavu katika bendi ya valence ya WS2. Muda wa maisha unapatikana kuwa 1.2 ± 0.1 ps katika (1), 180 ± 20 fs (faida) na ~ 2 ps (hasara) katika (2), na 1.8 ± 0.2 ps katika (3).
Katika curves 2 na 3 ya Mtini. 3, tunaonyesha ishara ya pampu-probe ya graphene π-bendi. Tunapata kwamba faida ya elektroni juu ya uwezo wa kemikali wa usawa (curve 2 katika Mchoro 3) ina muda mfupi zaidi wa maisha (180 ± 20 fs) ikilinganishwa na upotevu wa elektroni chini ya uwezo wa kemikali wa usawa (1.8 ± 0.2 ps katika curve 3 Kielelezo 3). Zaidi ya hayo, faida ya awali ya photocurrent katika curve 2 ya Mchoro 3 hupatikana kugeuka kuwa hasara kwa t = 400 fs na maisha ya ~ 2 ps. Asymmetry kati ya faida na hasara haipatikani katika ishara ya uchunguzi wa pampu ya graphene ya monolayer isiyofunikwa (ona tini. S5 katika Nyenzo za Ziada), ikionyesha kuwa ulinganifu ni matokeo ya kuunganishwa kwa interlayer katika heterostructure ya WS2/graphene. Uchunguzi wa faida ya muda mfupi na hasara ya muda mrefu juu na chini ya uwezo wa kemikali wa usawa, kwa mtiririko huo, unaonyesha kuwa elektroni hutolewa kwa ufanisi kutoka kwa safu ya graphene juu ya msisimko wa picha ya heterostructure. Matokeo yake, safu ya graphene inakuwa chaji chanya, ambayo inalingana na ongezeko la nishati ya kuunganisha ya π-bendi inayopatikana kwenye Mchoro 2B. Uhamisho wa chini wa bendi ya π huondoa mkia wa nishati ya juu wa usambazaji wa usawa wa Fermi-Dirac kutoka juu ya uwezo wa kemikali wa usawa, ambayo inaelezea kwa kiasi fulani mabadiliko ya ishara ya ishara ya uchunguzi wa pampu katika curve 2 ya Mtini. 3. Tutafanya hivyo. onyesha hapa chini kuwa athari hii inaimarishwa zaidi na upotevu wa muda mfupi wa elektroni katika bendi ya π.
Hali hii inaungwa mkono na ishara ya uchunguzi wa pampu wavu ya bendi ya valence ya WS2 katika mkunjo wa 4 wa Kielelezo 3. Data hizi zilipatikana kwa kuunganisha hesabu za eneo lililotolewa na kisanduku cheusi kwenye Mchoro 1B ambacho kinanasa elektroni zilizopigwa picha kutoka. bendi ya valence wakati wote wa ucheleweshaji wa uchunguzi wa pampu. Ndani ya pau za hitilafu za majaribio, hatuoni dalili ya kuwepo kwa mashimo kwenye bendi ya valence ya WS2 kwa ucheleweshaji wowote wa uchunguzi wa pampu. Hii inaonyesha kwamba, baada ya msisimko wa picha, mashimo haya hujazwa tena kwa kasi kwa muda mfupi ikilinganishwa na azimio letu la muda.
Ili kutoa uthibitisho wa mwisho wa dhana yetu ya utengano wa malipo ya haraka sana katika muundo wa WS2/graphene, tunabainisha idadi ya mashimo yanayohamishwa hadi kwenye safu ya graphene kama ilivyoelezwa kwa kina katika Nyenzo za Ziada. Kwa kifupi, usambazaji wa kielektroniki wa muda mfupi wa bendi ya π uliwekwa na usambazaji wa Fermi-Dirac. Idadi ya mashimo kisha ilihesabiwa kutoka kwa maadili yaliyotokana na uwezo wa kemikali wa muda mfupi na joto la elektroniki. Matokeo yanaonyeshwa kwenye Mchoro 4. Tunaona kwamba jumla ya idadi ya ~ 5 × 1012 mashimo/cm2 huhamishwa kutoka WS2 hadi graphene na maisha ya kielelezo ya 1.5 ± 0.2 ps.
Mabadiliko ya idadi ya mashimo katika bendi ya π kama kitendakazi cha kucheleweshwa kwa uchunguzi wa pampu pamoja na kutoshea kwa mwangaza kwa muda wa maisha wa 1.5 ± 0.2 ps.
Kutoka kwa matokeo katika Mtini. 2 hadi 4, picha ya microscopic ifuatayo kwa uhamishaji wa malipo ya haraka sana katika muundo wa WS2/graphene huibuka (Mchoro 5). Msisimko wa picha wa muundo wa hetero wa WS2/graphene katika 2 eV hujaza zaidi A-exciton katika WS2 (Mchoro 5A). Misisimko ya ziada ya kielektroniki kwenye sehemu ya Dirac katika graphene na vile vile kati ya bendi za WS2 na graphene inawezekana kwa nguvu lakini haina ufanisi mkubwa. Mashimo yenye picha ya msisimko katika bendi ya valence ya WS2 hujazwa tena na elektroni zinazotoka kwa bendi ya graphene π kwa ufupi wa muda ikilinganishwa na azimio letu la muda (Mchoro 5A). Elektroni zenye msisimko katika bendi ya upitishaji ya WS2 zina maisha ya ~ 1 ps (Mchoro 5B). Hata hivyo, inachukua ~ 2 ps kujaza mashimo kwenye graphene π-band (Mchoro 5B). Hii inaonyesha kwamba, kando na uhamishaji wa elektroni wa moja kwa moja kati ya bendi ya upitishaji ya WS2 na bendi ya graphene π, njia za ziada za kupumzika—pengine kupitia hali zenye kasoro (26)—zinahitaji kuzingatiwa ili kuelewa mienendo kamili.
(A) Msisimko wa picha unaposikika kwa WS2 A-exciton katika 2 eV huingiza elektroni kwenye bendi ya upitishaji ya WS2. Mashimo yanayolingana katika bendi ya valence ya WS2 hujazwa tena papo hapo na elektroni kutoka kwa graphene π-bendi. (B) Watoa huduma waliochangamka katika bendi ya upitishaji ya WS2 wana maisha ya ~ 1 ps. Mashimo katika bendi ya graphene π huishi kwa ∼2 ps, ikionyesha umuhimu wa njia za ziada za kutawanya zinazoonyeshwa kwa mishale iliyokatwa. Mistari nyeusi iliyo na alama kwenye (A) na (B) inaonyesha mabadiliko ya bendi na mabadiliko katika uwezo wa kemikali. (C) Katika hali ya muda mfupi, safu ya WS2 ina chaji hasi huku safu ya graphene ikiwa imechajiwa vyema. Kwa msisimko wa kuchagua kwa kuzunguka kwa mwangaza wa mchanganyiko wa mviringo, elektroni zenye msisimko katika WS2 na mashimo yanayolingana katika graphene yanatarajiwa kuonyesha mgawanyiko wa mzunguko kinyume.
Katika hali ya muda mfupi, elektroni zenye msisimko hukaa katika bendi ya upitishaji ya WS2 wakati mashimo yenye picha ya msisimko yanapatikana kwenye π-bendi ya graphene (Mchoro 5C). Hii inamaanisha kuwa safu ya WS2 ina chaji hasi na safu ya graphene imechajiwa vyema. Hii inahusu mabadiliko ya kilele cha muda mfupi (Mchoro 2), asymmetry ya ishara ya graphene pampu-probe (curves 2 na 3 ya Mchoro 3), kutokuwepo kwa mashimo katika bendi ya valence ya WS2 (curve 4 Mtini. 3) , pamoja na mashimo ya ziada katika graphene π-bendi (Mchoro 4). Muda wa maisha ya hali hii ya kutengwa kwa malipo ni ~ 1 ps (curve 1 Mchoro 3).
Majimbo ya muda yaliyotenganishwa na malipo sawa yameonekana katika miundo inayohusiana ya van der Waals iliyotengenezwa kwa halvledare mbili za pengo la moja kwa moja na upatanishi wa bendi ya aina ya II na ukanda ulioyumbayumba (27-32). Baada ya msisimko wa picha, elektroni na mashimo zilipatikana kwa haraka kwenda chini ya bendi ya uendeshaji na hadi juu ya bendi ya valence, kwa mtiririko huo, ambayo iko katika tabaka tofauti za heterostructure (27-32).
Kwa upande wa muundo wetu wa WS2/graphene, eneo linalofaa zaidi kwa elektroni na mashimo ni katika kiwango cha Fermi katika safu ya metali ya grafu. Kwa hivyo, mtu angetarajia kwamba elektroni na shimo zote mbili huhamishiwa kwa bendi ya graphene π. Hata hivyo, vipimo vyetu vinaonyesha wazi kwamba uhamisho wa shimo (<200 fs) ni bora zaidi kuliko uhamisho wa elektroni (~1 ps). Tunahusisha hili na upatanishi wa kiasi wa nguvu wa WS2 na mikanda ya graphene kama inavyofichuliwa katika Mchoro 1A ambayo inatoa idadi kubwa ya majimbo ya mwisho yanayopatikana kwa uhamishaji wa shimo ikilinganishwa na uhamishaji wa elektroni kama ilivyotarajiwa hivi majuzi na (14, 15). Katika hali ya sasa, kwa kuchukua ~2 eV WS2 bandgap, graphene Dirac uhakika na usawa uwezo kemikali ziko ~ 0.5 na ~ 0.2 eV juu ya katikati ya WS2 bandgap, kwa mtiririko huo, kuvunja elektroni-shimo ulinganifu. Tunapata kwamba idadi ya hali za mwisho zinazopatikana za uhamishaji wa shimo ni ~ mara 6 kubwa kuliko uhamishaji wa elektroni (angalia Nyenzo za Ziada), ndiyo maana uhamishaji wa shimo unatarajiwa kuwa wa haraka zaidi kuliko uhamishaji wa elektroni.
Picha kamili ya hadubini ya uhamishaji wa malipo ya ulinganifu wa haraka sana inapaswa pia kuzingatia mwingiliano kati ya obiti zinazounda utendaji kazi wa wimbi la A-exciton katika WS2 na bendi ya graphene π, mtawalia, mtawanyiko tofauti wa elektroni-elektroni na elektroni-fonini. chaneli ikijumuisha vizuizi vilivyowekwa na kasi, nishati, spin, na uhifadhi wa pseudospin, ushawishi wa plasma. oscillations (33), pamoja na jukumu la uwezekano wa uchochezi displacive ya madhubuti oscillations phonon ambayo inaweza kupatanisha uhamisho malipo (34, 35). Pia, mtu anaweza kukisia ikiwa hali ya uhamishaji wa malipo inayozingatiwa ina visisitizo vya uhamishaji wa malipo au jozi za shimo la elektroni zisizolipishwa (angalia Nyenzo za Ziada). Uchunguzi zaidi wa kinadharia ambao unapita zaidi ya upeo wa karatasi ya sasa unahitajika ili kufafanua masuala haya.
Kwa muhtasari, tumetumia tr-ARPES kujifunza uhamishaji wa malipo ya interlayer ya haraka sana katika muundo wa epitaxial WS2/graphene heterostructure. Tuligundua kwamba, tunaposisimka katika msisimko wa A-exciton ya WS2 katika 2 eV, mashimo yenye picha msisimko huhamishwa kwa kasi kwenye safu ya graphene huku elektroni zenye msisimko zikisalia kwenye safu ya WS2. Tulihusisha hili kwa ukweli kwamba idadi ya majimbo ya mwisho ya uhamisho wa shimo ni kubwa kuliko uhamisho wa elektroni. Muda wa maisha wa hali ya muda iliyotenganishwa na malipo ulipatikana kuwa ~ 1 p. Pamoja na msisimko wa kuchagua unaozunguka kwa kutumia mwanga wa mviringo (22-25), uhamishaji wa malipo ya haraka sana unaweza kuambatana na uhamishaji wa mzunguko. Katika hali hii, muundo wa WS2/graphene uliochunguzwa unaweza kutumika kwa udungaji mzuri wa msokoto wa macho kwenye graphene kusababisha vifaa vipya vya optospintronic.
Sampuli za graphene zilikuzwa kwenye kaki za kibiashara za 6H-SiC(0001) kutoka SiCrystal GmbH. Kaki za N-doped zilikuwa kwenye mhimili na mkato usio sahihi chini ya 0.5°. Sehemu ndogo ya SiC ilichorwa hidrojeni ili kuondoa mikwaruzo na kupata matuta ya kawaida ya gorofa. Uso safi na ulio bapa kwa atomi uliositishwa na Si ulichorwa kwa kuchuja sampuli katika angahewa ya Ar ifikapo 1300°C kwa dakika 8 (36). Kwa njia hii, tulipata safu moja ya kaboni ambapo kila chembe ya tatu ya kaboni iliunda dhamana ya ushirikiano kwa substrate ya SiC (37). Safu hii iligeuzwa kuwa graphene iliyochanganywa kabisa ya sp2-hybridized quasi free-standing-doped graphene kupitia uingiliano wa hidrojeni (38). Sampuli hizi zinarejelewa kama graphene/H-SiC(0001). Mchakato wote ulifanyika katika chumba cha ukuaji cha kibiashara cha Black Magic kutoka Aixtron. Ukuaji wa WS2 ulifanywa katika kinu cha kawaida cha ukuta-moto kwa uwekaji wa mvuke wa kemikali wa shinikizo la chini (39, 40) kwa kutumia poda za WO3 na S zenye uwiano wa wingi wa 1:100 kama vitangulizi. Poda za WO3 na S zilihifadhiwa kwa 900 na 200 ° C, kwa mtiririko huo. Poda ya WO3 iliwekwa karibu na substrate. Argon ilitumika kama gesi ya kubeba na mtiririko wa 8 sccm. Shinikizo katika reactor iliwekwa kwa 0.5 mbar. Sampuli hizo zilikuwa na hadubini ya pili ya elektroni, hadubini ya nguvu ya atomiki, Raman, na uchunguzi wa picha wa fotoluminescence, pamoja na mgawanyiko wa elektroni zenye nishati kidogo. Vipimo hivi vilifichua vikoa viwili tofauti vya fuwele moja vya WS2 ambapo mwelekeo wa ΓK- au ΓK'-unapatanishwa na uelekeo wa ΓK wa safu ya graphene. Urefu wa upande wa kikoa ulitofautiana kati ya nm 300 na 700, na jumla ya matumizi ya WS2 ilikadiriwa kuwa ~40%, yanafaa kwa uchanganuzi wa ARPES.
Majaribio tuli ya ARPES yalifanywa kwa kichanganuzi cha hemispherical (SPECS PHOIBOS 150) kwa kutumia mfumo wa kitambua chaji-chaji cha kifaa kwa utambuzi wa pande mbili wa nishati ya elektroni na kasi. Mionzi ya He Iα (21.2 eV) isiyo na polarized, ya monochromatic (21.2 eV) ya chanzo cha juu cha kutokwa kwa Yeye (VG Scienta VUV5000) ilitumika kwa majaribio yote ya utoaji wa picha. Ubora wa nishati na angular katika majaribio yetu ulikuwa bora kuliko meV 30 na 0.3° (inayolingana na 0.01 Å−1), mtawalia. Majaribio yote yalifanywa kwa joto la kawaida. ARPES ni mbinu nyeti sana kwenye uso. Ili kuondoa elektroni za picha kutoka kwa WS2 na safu ya graphene, sampuli zilizo na ufikiaji usio kamili wa WS2 wa ~ 40% zilitumika.
Usanidi wa tr-ARPES ulitokana na Titanium:Amplifaya ya Sapphire ya 1-kHz (Coherent Legend Elite Duo). 2 mJ ya nguvu ya pato ilitumika kwa kizazi cha juu cha harmonics katika argon. Mwangaza wa urujuanimno uliokithiri uliosababishwa ulipitia kwenye grating monochromator ikitoa mipigo ya uchunguzi wa 100-fs kwa nishati ya fotoni 26-eV. 8mJ ya nguvu ya kutoa amplifier ilitumwa kwenye amplifier ya parametric ya macho (HE-TOPAS kutoka kwa Ubadilishaji Mwanga). Boriti ya mawimbi ya nishati ya fotoni ya 1-eV iliongezwa maradufu katika fuwele ya borate ya beta bariamu ili kupata mipigo ya pampu ya 2-eV. Vipimo vya tr-ARPES vilifanywa kwa kichanganuzi cha hemispherical (SPECS PHOIBOS 100). Azimio la jumla la nishati na muda lilikuwa meV 240 na 200 fs, mtawalia.
Nyenzo za ziada za makala hii zinapatikana katika http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/20/eaay0761/DC1
Hili ni nakala ya ufikiaji huria inayosambazwa chini ya masharti ya leseni ya Creative Commons Attribution-NonCommercial, ambayo inaruhusu matumizi, usambazaji, na kuzaliana kwa njia yoyote, mradi tu matumizi ya matokeo si ya manufaa ya kibiashara na mradi kazi ya awali iwe sahihi. imetajwa.
KUMBUKA: Tunaomba tu anwani yako ya barua pepe ili mtu unayependekeza ukurasa ajue kwamba ulitaka auone, na kwamba si barua pepe chafu. Hatunasi anwani yoyote ya barua pepe.
Swali hili ni la kujaribu kama wewe ni mgeni wa kibinadamu au la na kuzuia uwasilishaji otomatiki wa barua taka.
Na Sven Aeschlimann, Antonio Rossi, Mariana Chávez-Cervantes, Razvan Krause, Benito Arnoldi, Benjamin Stadtmüller, Martin Aeschlimann, Stiven Forti, Filippo Fabbri, Camilla Coletti, Isabella Gierz
Tunafichua utenganisho wa malipo ya haraka sana katika muundo wa WS2/graphene unaowezekana kuwezesha udungaji wa macho kwenye graphene.
Na Sven Aeschlimann, Antonio Rossi, Mariana Chávez-Cervantes, Razvan Krause, Benito Arnoldi, Benjamin Stadtmüller, Martin Aeschlimann, Stiven Forti, Filippo Fabbri, Camilla Coletti, Isabella Gierz
Tunafichua utenganisho wa malipo ya haraka sana katika muundo wa WS2/graphene unaowezekana kuwezesha udungaji wa macho kwenye graphene.
© 2020 Chama cha Marekani cha Kuendeleza Sayansi. Haki zote zimehifadhiwa. AAAS ni mshirika wa HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef na COUNTER.Science Advances ISSN 2375-2548.
Muda wa kutuma: Mei-25-2020