A lo akoko-ati igun-ipinnu photoemission spectroscopy (tr-ARPES) lati ṣe iwadii gbigbe idiyele ultrafast ni ẹya heterostructure epitaxial ti a ṣe ti monolayer WS2 ati graphene. Heterostructure yii ṣajọpọ awọn anfani ti semikondokito-aafo taara pẹlu isopo-yipo orbit to lagbara ati ibaraenisepo ọrọ-ina to lagbara pẹlu awọn ti alejo gbigba olominira ti ko ni iwọn pẹlu gbigbe giga gaan ati awọn igbesi aye alayipo gigun. A ri pe, lẹhin photoexcitation ni resonance si A-exciton ni WS2, photoexcited ihò nyara gbigbe sinu graphene Layer nigba ti photoexcited elekitironi wa ni WS2 Layer. Abajade idiyele-ipinya ipo igba diẹ ni a rii lati ni igbesi aye ti ~ 1 ps. A ṣe afihan awọn awari wa si awọn iyatọ ninu aaye alakoso pipinka ti o ṣẹlẹ nipasẹ titete ibatan ti WS2 ati awọn ẹgbẹ graphene gẹgẹbi a ti fi han nipasẹ ARPES ti o ga. Ni apapo pẹlu ayọ-yan yiyan opiti, iwadi WS2/graphene heterostructure le pese aaye kan fun abẹrẹ alayipo opiti daradara sinu graphene.
Wiwa ti ọpọlọpọ awọn oriṣiriṣi awọn ohun elo onisẹpo meji ti ṣii aye lati ṣẹda aramada nikẹhin awọn ẹya heterostructures tinrin pẹlu awọn iṣẹ ṣiṣe tuntun patapata ti o da lori ibojuwo dielectric ti a ṣe deede ati ọpọlọpọ awọn ipa isunmọ isunmọ (1-3). Awọn ẹrọ imudaniloju-ti-ipilẹ fun awọn ohun elo iwaju ni aaye ti awọn ẹrọ itanna ati awọn optoelectronics ti ni idaniloju (4-6).
Nibi, a fojusi lori epitaxial van der Waals heterostructures ti o wa ninu monolayer WS2, semikondokito aafo taara pẹlu isọdọkan iyipo-orbit ti o lagbara ati pipin iyipo ti o pọju ti eto ẹgbẹ nitori aiṣedeede inversion (7), ati monolayer graphene, semimetal kan. pẹlu ọna ẹgbẹ conical ati gbigbe gbigbe ti o ga julọ (8), ti o dagba lori SiC ti o ti pari hydrogen (0001). Awọn itọkasi akọkọ fun gbigbe idiyele ultrafast (9-15) ati isunmọ-induced spin-orbit coupling effects (16-18) ṣe WS2 / graphene ati iru heterostructures ti o ni ileri fun awọn oludije optoelectronic iwaju (19) ati awọn ohun elo optospintronic (20).
A ṣeto lati ṣafihan awọn ipa ọna isinmi ti awọn orisii iho elekitironi ti a ṣẹda ni WS2 / graphene pẹlu akoko- ati igun-ipinnu spectroscopy photoemission spectroscopy (tr-ARPES). Fun idi yẹn, a ṣojulọyin heterostructure pẹlu 2-eV fifa pulses resonant si A-exciton ni WS2 (21, 12) ati jade photoelectrons pẹlu a keji-idaduro pulse pulse ni 26-eV photon agbara. A ṣe ipinnu agbara kainetik ati igun itujade ti awọn fọtoelectrons pẹlu olutupalẹ hemispherical bi iṣẹ ti idaduro fifa-iwadi lati ni iraye si ipa-, agbara-, ati awọn agbara gbigbe gbigbe akoko-ipinnu. Agbara ati ipinnu akoko jẹ 240 meV ati 200 fs, lẹsẹsẹ.
Awọn abajade wa n pese ẹri taara fun gbigbe idiyele ultrafast laarin awọn ipele ti o ni ibamu pẹlu epitaxially, ifẹsẹmulẹ awọn itọkasi akọkọ ti o da lori gbogbo awọn imọ-ẹrọ opiti ni iru awọn heterostructures ti a kojọpọ pẹlu ọwọ pẹlu titete azimuthal lainidii ti awọn ipele (9-15). Ni afikun, a fihan pe gbigbe idiyele yii jẹ aibaramu pupọ. Awọn wiwọn wa ṣe afihan ipo igbaduro idiyele ti a ko ṣe akiyesi tẹlẹ pẹlu awọn elekitironi fọtoyiya ati awọn iho ti o wa ni WS2 ati Layer graphene, ni atele, ti o ngbe fun ~ 1 ps. A ṣe itumọ awọn awari wa ni awọn ofin ti awọn iyatọ ni aaye alakoso pipinka fun elekitironi ati gbigbe iho ti o ṣẹlẹ nipasẹ titete ibatan ti WS2 ati awọn ẹgbẹ graphene bi a ti ṣafihan nipasẹ ARPES ti o ga. Ni idapọ pẹlu yiyi-ati itọsi opiti yiyan afonifoji (22–25) WS2/graphene heterostructures le pese pẹpẹ tuntun kan fun abẹrẹ alapin opitika ultrafast daradara sinu graphene.
Nọmba 1A ṣe afihan wiwọn ARPES ti o ga-giga ti o gba pẹlu atupa helium ti ẹya ẹgbẹ lẹgbẹẹ ΓK-itọsọna ti epitaxial WS2/graphene heterostructure. Dirac cone ni a rii lati jẹ iho-doped pẹlu aaye Dirac ti o wa ~ 0.3 eV loke agbara kemikali iwọntunwọnsi. Oke ti iyipo-pipin WS2 valence band ni a rii lati jẹ ~ 1.2 eV ni isalẹ agbara iwọntunwọnsi kemikali.
(A) Iwọn iwọntunwọnsi photocurrent lẹba itọsọna ΓK pẹlu atupa helium ti ko ni atupa. (B) Photocurrent fun idaduro fifa-iwadi odi tiwọn pẹlu p-polarized awọn iwọn ultraviolet iwọn ni agbara photon 26-eV. Grẹy ati awọn ila pupa ti a fi silẹ jẹ aami ipo ti awọn profaili laini ti a lo lati yọkuro awọn ipo tente oke igba diẹ ninu Fig. ti 2 mJ / cm2. Ere ati isonu ti photoelectrons jẹ afihan ni pupa ati buluu, lẹsẹsẹ. Awọn apoti tọkasi agbegbe isọpọ fun awọn itọpa fifa-iwadi ti o han ni aworan 3.
Olusin 1B ṣe afihan aworan tr-ARPES kan ti ọna ẹgbẹ ti o sunmọ WS2 ati awọn aaye graphene K ti o ni iwọn pẹlu 100-fs awọn iwọn ultraviolet iwọn ni agbara photon 26-eV ni idaduro fifa-iwadi odi ṣaaju dide ti pulse fifa. Nibi, pipin iyipo ko ni ipinnu nitori ibajẹ ayẹwo ati wiwa pulse fifa 2-eV ti o fa idiyele aaye gbooro ti awọn ẹya iwoye. Nọmba 1C ṣe afihan awọn iyipada fifa fifa soke ti fọto lọwọlọwọ pẹlu ọwọ si 1B ni idaduro fifa-iwadi ti 200 fs nibiti ami-iwadi-iwadi ti de iwọn ti o pọju. Awọn awọ pupa ati buluu tọkasi ere ati isonu ti photoelectrons, lẹsẹsẹ.
Lati ṣe itupalẹ awọn ipa agbara ọlọrọ yii ni awọn alaye diẹ sii, a kọkọ pinnu awọn ipo tente oke igba diẹ ti WS2 valence band ati graphene π-band pẹlu awọn laini dashed ni Ọpọtọ. A ri pe WS2 valence iye yipada soke nipa 90 meV (Fig. 2A) ati awọn graphene π-band iṣinipo si isalẹ nipa 50 meV (Fig. 2B). Ipilẹ igbesi aye ti awọn iṣipopada wọnyi ni a rii lati jẹ 1.2 ± 0.1 ps fun ẹgbẹ valence ti WS2 ati 1.7 ± 0.3 ps fun graphene π-band. Awọn iyipada tente oke wọnyi n pese ẹri akọkọ ti gbigba agbara igba diẹ ti awọn fẹlẹfẹlẹ meji, nibiti afikun idiyele rere (odi) pọ si (idinku) agbara abuda ti awọn ipinlẹ itanna. Akiyesi pe awọn upshift ti WS2 valence band jẹ lodidi fun awọn oguna fifa-iwadi ifihan agbara ni agbegbe ti samisi nipasẹ awọn dudu apoti ni olusin 1C.
Iyipada ni ipo ti o ga julọ ti WS2 valence band (A) ati graphene π-band (B) gẹgẹbi iṣẹ ti idaduro fifa-iwadi papọ pẹlu awọn ipele ti o pọju (awọn ila nipọn). Igbesi aye ti iyipada WS2 ni (A) jẹ 1.2 ± 0.1 ps. Igbesi aye ti iyipada graphene ni (B) jẹ 1.7 ± 0.3 ps.
Nigbamii ti, a ṣepọ ifihan agbara fifa-iwadi lori awọn agbegbe ti a fihan nipasẹ awọn apoti ti o ni awọ ni 1C ati ki o ṣe ipinnu awọn iṣiro abajade bi iṣẹ-ṣiṣe ti idaduro fifa-iwadi ni aworan 3. Curve 1 ni aworan 3 fihan awọn iyipada ti awọn iyipada ti Awọn ọkọ ayọkẹlẹ fọtoyiya ti o sunmo si isalẹ ti ẹgbẹ idari ti Layer WS2 pẹlu igbesi aye ti 1.1 ± 0.1 ps ti a gba lati inu ibamu pataki si data naa (wo Awọn ohun elo Afikun).
Awọn itọpa fifa-iwadi bi iṣẹ idaduro ti a gba nipasẹ sisọpọ fọto lọwọlọwọ lori agbegbe ti a tọka si nipasẹ awọn apoti ni Ọpọtọ 1C. Awọn ila ti o nipọn jẹ awọn ibaamu iwọn si data naa. Ìsépo (1) Olugbe ti ngbe tionkojalo ninu awọn conduction band ti WS2. Curve (2) ifihan fifa-iwadi ti π-band ti graphene loke agbara kemikali iwọntunwọnsi. Curve (3) ifihan agbara fifa fifa ti π-band ti graphene ni isalẹ agbara kemikali iwọntunwọnsi. Tẹ (4) Net fifa-iwadi ifihan agbara ni valence iye ti WS2. Awọn igbesi aye ni a rii lati jẹ 1.2 ± 0.1 ps ni (1), 180 ± 20 fs (ere) ati ~ 2 ps (pipadanu) ni (2), ati 1.8 ± 0.2 ps ni (3).
Ni awọn iṣipopada 2 ati 3 ti aworan 3, a fihan ifihan agbara fifa-fifun ti graphene π-band. A rii pe ere ti awọn elekitironi loke agbara kemikali iwọntunwọnsi (ipin 2 ni Fig. 3) ni igbesi aye kukuru pupọ (180 ± 20 fs) ni akawe si isonu ti awọn elekitironi ni isalẹ agbara kemikali iwọntunwọnsi (1.8 ± 0.2 ps ni tẹ 3 aworan 3). Siwaju sii, ere akọkọ ti photocurrent ni tẹ 2 ti Ọpọtọ 3 ni a rii lati yipada si pipadanu ni t = 400 fs pẹlu igbesi aye ~ 2 ps. Asymmetry laarin ere ati pipadanu ni a rii pe ko si ni ifihan fifa-iwadi ti graphene monolayer ti a ko tii (wo ọpọtọ S5 ninu Awọn ohun elo Afikun), ti o nfihan pe asymmetry jẹ abajade ti idapọ interlayer ni WS2/graphene heterostructure. Akiyesi ti ere igba diẹ ati pipadanu gigun ni oke ati ni isalẹ agbara kemikali iwọntunwọnsi, lẹsẹsẹ, tọkasi pe awọn elekitironi ti yọkuro daradara lati Layer graphene lori fọtoyimisi ti heterostructure. Bi abajade, Layer graphene di idiyele ti o daadaa, eyiti o ni ibamu pẹlu ilosoke ninu agbara abuda ti π-band ti a rii ni aworan 2B. Ilọkuro ti π-band yọ iru-agbara ti o ga julọ ti iwọntunwọnsi Fermi-Dirac lati oke agbara kemikali iwọntunwọnsi, eyiti o ṣe alaye ni apakan iyipada ti ami ami-iwadi-iwadi ni tẹ 2 ti Fig. 3. A yoo fihan ni isalẹ pe ipa yii jẹ imudara siwaju sii nipasẹ isonu igba diẹ ti awọn elekitironi ninu π-band.
Yi ohn ni atilẹyin nipasẹ awọn net fifa-iwadi ifihan agbara ti awọn WS2 valence band ni ti tẹ 4 ti ọpọtọ. awọn valence band ni gbogbo fifa-iwadi idaduro. Laarin awọn ọpa aṣiṣe esiperimenta, a ko rii itọkasi fun wiwa awọn ihò ninu ẹgbẹ valence ti WS2 fun eyikeyi idaduro fifa-iwadi. Eyi tọkasi pe, lẹhin photoexcitation, awọn ihò wọnyi ti wa ni kikun ni kiakia lori iwọn akoko kukuru ni akawe si ipinnu igba diẹ wa.
Lati pese ẹri ikẹhin fun idawọle wa ti iyapa idiyele ultrafast ni WS2/graphene heterostructure, a pinnu nọmba awọn iho ti a gbe lọ si Layer graphene gẹgẹbi a ti ṣalaye ni awọn alaye ni Awọn ohun elo Afikun. Ni kukuru, pinpin itanna igba diẹ ti π-band ti ni ibamu pẹlu pinpin Fermi-Dirac. Nọmba awọn iho lẹhinna ṣe iṣiro lati awọn iye abajade fun agbara kẹmika igba diẹ ati iwọn otutu itanna. Abajade ti han ni aworan 4. A rii pe nọmba apapọ ~ 5 × 1012 ihò / cm2 ti wa ni gbigbe lati WS2 si graphene pẹlu igbesi aye ti o pọju ti 1.5 ± 0.2 ps.
Iyipada ti nọmba awọn iho ninu π-band gẹgẹbi iṣẹ ti idaduro fifa-iwadi papọ pẹlu iwọn ilawọn ti o mu ni igbesi aye 1.5 ± 0.2 ps.
Lati awọn awari ni Ọpọtọ. 2 si 4, aworan airi atẹle fun gbigbe idiyele ultrafast ni WS2 / graphene heterostructure farahan (Fig. 5). Photoexcitation ti awọn WS2/graphene heterostructure ni 2 eV dominantly populates A-exciton ni WS2 (Fig. 5A). Awọn iwuri itanna ni afikun kọja aaye Dirac ni graphene bakanna laarin WS2 ati awọn ẹgbẹ graphene ṣee ṣe pẹlu agbara ṣugbọn o kere si daradara. Awọn ihò fọtoyiya ti o wa ninu ẹgbẹ valence ti WS2 ni a tun kun nipasẹ awọn elekitironi ti o wa lati graphene π-band lori iwọn akoko kukuru ni akawe si ipinnu igba diẹ (Fig. 5A). Awọn elekitironi fọtoyiya ninu ẹgbẹ idari ti WS2 ni igbesi aye ~ 1 ps (Fig. 5B). Sibẹsibẹ, o gba ~ 2 ps lati ṣatunkun awọn ihò ninu graphene π-band (Fig. 5B). Eyi tọkasi pe, yato si gbigbe elekitironi taara laarin ẹgbẹ idari WS2 ati graphene π-band, awọn ipa ọna isinmi afikun — o ṣee ṣe nipasẹ awọn ipinlẹ abawọn (26) - nilo lati ni imọran lati loye awọn agbara ni kikun.
(A) Photoexcitation ni resonance si WS2 A-exciton ni 2 eV injects elekitironi sinu conduction iye ti WS2. Awọn ihò ti o baamu ni ẹgbẹ valence ti WS2 jẹ atunkun lesekese nipasẹ awọn elekitironi lati graphene π-band. (B) Awọn ọkọ ayọkẹlẹ fọtoyiya ninu ẹgbẹ idari ti WS2 ni igbesi aye ti ~ 1 ps. Awọn ihò ninu graphene π-band n gbe fun ~ 2 ps, ti n tọka si pataki ti awọn ikanni itọka afikun ti itọkasi nipasẹ awọn itọka didasi. Awọn laini didasi dudu ni (A) ati (B) tọkasi awọn iyipada ẹgbẹ ati awọn ayipada ninu agbara kemikali. (C) Ni awọn tionkojalo ipinle, WS2 Layer gba agbara ni odi nigba ti graphene Layer ti wa ni daadaa agbara. Fun yiya yiyan alayipo pẹlu ina polarized iyipo, awọn elekitironi photoexcited ni WS2 ati awọn ihò ti o baamu ni graphene ni a nireti lati ṣafihan pola isinpin idakeji.
Ni ipo igba diẹ, awọn elekitironi photoexcited n gbe inu ẹgbẹ idari ti WS2 lakoko ti awọn ihò fọto excited wa ni π-band ti graphene (Fig. 5C). Eleyi tumo si wipe WS2 Layer ti wa ni odi agbara ati graphene Layer ti wa ni daadaa agbara. Eleyi iroyin fun awọn tionkojalo tente iṣinipo (Eya. 2), awọn asymmetry ti graphene fifa-iwadi ifihan agbara (ekoro 2 ati 3 ti Ọpọtọ. 3), awọn isansa ti ihò ninu awọn valence iye ti WS2 (ìtẹ 4 Fig. 3). , bi daradara bi awọn afikun ihò ninu graphene π-band (olusin 4). Igbesi aye ti idiyele idiyele-ipinya ipo jẹ ~ 1 ps (tẹ 1 Fig. 3).
Iru idiyele-iyasọtọ awọn ipinlẹ igba diẹ ni a ti ṣe akiyesi ni ibatan van der Waals heterostructures ti a ṣe lati inu awọn semikondokito-aafo taara meji pẹlu titete ẹgbẹ II iru ati bandgap staggered (27-32). Lẹhin photoexcitation, awọn elekitironi ati awọn ihò ni a rii ni iyara lati lọ si isalẹ ti ẹgbẹ idari ati si oke ẹgbẹ valence, lẹsẹsẹ, ti o wa ni awọn ipele oriṣiriṣi ti heterostructure (27-32).
Ninu ọran ti WS2/graphene heterostructure wa, ipo ọjo ti agbara julọ fun awọn elekitironi mejeeji ati awọn ihò wa ni ipele Fermi ni Layer graphene ti fadaka. Nitorinaa, eniyan yoo nireti pe awọn elekitironi mejeeji ati awọn iho ni iyara gbe lọ si graphene π-band. Sibẹsibẹ, awọn wiwọn wa fihan gbangba pe gbigbe iho (<200 fs) jẹ daradara diẹ sii ju gbigbe elekitironi lọ (~ 1 ps). A ikalara yi si awọn ojulumo funnilokun titete WS2 ati awọn graphene igbohunsafefe bi han ni Ọpọtọ. Ninu ọran ti o wa lọwọlọwọ, ni ero a ~ 2 eV WS2 bandgap, aaye graphene Dirac ati agbara kemikali iwọntunwọnsi wa ~ 0.5 ati ~ 0.2 eV loke arin bandgap WS2, ni atele, fifọ aami-iho elekitironi. A rii pe nọmba awọn ipinlẹ ikẹhin ti o wa fun gbigbe iho jẹ ~6 awọn akoko tobi ju fun gbigbe elekitironi (wo Awọn ohun elo Afikun), eyiti o jẹ idi ti gbigbe iho yoo yara ju gbigbe elekitironi lọ.
Aworan airi pipe ti gbigbe idiyele asymmetric ultrafast ti a ṣakiyesi yẹ, sibẹsibẹ, tun gbero isọdọkan laarin awọn orbitals ti o jẹ iṣẹ igbi A-exciton ni WS2 ati graphene π-band, ni atele, elekitironi-itanna ati pipinka phonon ti o yatọ. awọn ikanni pẹlu awọn idiwọ ti a paṣẹ nipasẹ ipa, agbara, iyipo, ati itoju pseudospin, ipa ti awọn oscillations pilasima (33), bakannaa ipa ti o ṣee ṣe itara displacive ti awọn oscillations phonon ti o ni ibamu ti o le ṣe agbedemeji gbigbe idiyele (34, 35). Paapaa, eniyan le ṣe akiyesi boya ipo gbigbe idiyele ti o ṣakiyesi ni awọn excitons gbigbe idiyele tabi awọn orisii iho elekitironi ọfẹ (wo Awọn ohun elo Ififun). Awọn iwadii imọ-jinlẹ siwaju ti o kọja opin ti iwe ti o wa ni a nilo lati ṣe alaye awọn ọran wọnyi.
Ni akojọpọ, a ti lo tr-ARPES lati ṣe iwadi gbigbe idiyele interlayer ultrafast ni epitaxial WS2/graphene heterostructure. A rii pe, nigbati o ba ni itara ni isọdọtun si A-exciton ti WS2 ni 2 eV, awọn iho fọto excited ni iyara gbe sinu Layer graphene lakoko ti awọn elekitironi fọtoyiya wa ninu Layer WS2. A Wọn yi si ni otitọ wipe awọn nọmba ti o wa ik ipinle fun gbigbe iho ni o tobi ju fun itanna gbigbe. Igbesi aye idiyele-ipinya ipo igba diẹ ni a rii lati jẹ ~ 1 ps. Ni apapo pẹlu ayọ-yan yiyan opiti ni lilo ina polarized iyipo (22-25), gbigbe idiyele ultrafast ti a ṣe akiyesi le wa pẹlu gbigbe yiyi. Ni ọran yii, iwadi WS2/graphene heterostructure le ṣee lo fun abẹrẹ iyipo opiti daradara sinu graphene ti o fa awọn ẹrọ optospintronic aramada.
Awọn ayẹwo graphene ni a dagba lori semiconducting iṣowo 6H-SiC(0001) wafers lati SiCrystal GmbH. Awọn wafers N-doped wa lori-ipo pẹlu aiṣedeede ni isalẹ 0.5°. Sobusitireti SiC jẹ hydrogen-etched lati yọ awọn idọti kuro ati gba awọn filati alapin deede. Ilẹ ti o mọ ki o si atomically Si-terminated dada ni a ya aworan nipasẹ didimu ayẹwo ni oju-aye Ar ni 1300 ° C fun iṣẹju 8 (36). Ni ọna yii, a gba Layer erogba ẹyọkan nibiti gbogbo atomu erogba kẹta ṣe agbekalẹ asopọ covalent si sobusitireti SiC (37). Layer yii lẹhinna ni iyipada patapata sp2-hybridized quasi free-standing hole-doped graphene nipasẹ hydrogen intercalation (38). Awọn ayẹwo wọnyi ni a tọka si bi graphene/H-SiC (0001). Gbogbo ilana ni a ṣe ni iyẹwu idagbasoke idán dudu ti iṣowo lati Aixtron. Idagba WS2 naa ni a ṣe ni iwọntunwọnsi ogiri-ogiri ti o gbona nipasẹ isọdi ikemi-kekere ti ipalẹmọ (39, 40) ni lilo WO3 ati S powders pẹlu ipin pupọ ti 1: 100 bi awọn iṣaaju. Awọn lulú WO3 ati S ni a tọju ni 900 ati 200 ° C, lẹsẹsẹ. Awọn WO3 lulú ti a gbe sunmo si sobusitireti. A lo Argon bi gaasi ti ngbe pẹlu sisan ti 8 sccm. Awọn titẹ ninu awọn riakito ti a pa ni 0,5 mbar. Awọn ayẹwo naa ni a ṣe afihan pẹlu microscopy elekitironi Atẹle, microscopy agbara atomiki, Raman, ati spectroscopy photoluminescence, bakanna bi isọdi elekitironi agbara-kekere. Awọn wiwọn wọnyi ṣafihan awọn ibugbe oriṣiriṣi WS2 ẹyọkan-crystalline nibiti boya ΓK- tabi itọsọna ΓK' ni ibamu pẹlu itọsọna ΓK ti Layer graphene. Awọn ipari ẹgbẹ agbegbe yatọ laarin 300 ati 700 nm, ati pe lapapọ WS2 agbegbe jẹ isunmọ si ~40%, o dara fun itupalẹ ARPES.
Awọn adanwo ARPES aimi ni a ṣe pẹlu onitupalẹ hemispherical (SPECS PHOIBOS 150) ni lilo ohun elo ti o so pọ-iṣawari-ero fun wiwa onisẹpo meji ti agbara itanna ati ipa. Unpolarized, monochromatic He Iα Ìtọjú (21.2 eV) ti a ga-flux O si nmu orisun (VG Scienta VUV5000) ti a lo fun gbogbo photoemission adanwo. Agbara ati ipinnu angula ninu awọn adanwo wa dara ju 30 meV ati 0.3 ° (ni ibamu si 0.01 Å-1), lẹsẹsẹ. Gbogbo awọn idanwo ni a ṣe ni iwọn otutu yara. ARPES jẹ ilana ti o ni imọra dada pupọju. Lati jade awọn fọtoelectrons lati mejeeji WS2 ati Layer graphene, awọn ayẹwo pẹlu agbegbe WS2 ti ko pe ti ~ 40% ni a lo.
Iṣeto tr-ARPES da lori titanium 1-kHz kan: ampilifaya oniyebiye (Coherent Legend Gbajumo Duo). 2 mJ ti agbara iṣelọpọ ni a lo fun iran harmonics giga ni argon. Imọlẹ ultraviolet ti o ga julọ ti o kọja nipasẹ monochromator grating ti n ṣejade awọn iṣọn-iwadi 100-fs ni agbara photon 26-eV. 8mJ ti agbara iṣẹjade ampilifaya ni a firanṣẹ sinu ampilifaya parametric opitika (HE-TOPAS lati Iyipada Imọlẹ). Tan ina ifihan agbara ni 1-eV photon agbara jẹ igbohunsafẹfẹ-ilọpo meji ni beta barium borate crystal lati gba awọn iṣọn fifa 2-eV. Awọn wiwọn tr-ARPES ni a ṣe pẹlu onitupalẹ hemispherical (SPECS PHOIBOS 100). Agbara gbogbogbo ati ipinnu akoko jẹ 240 meV ati 200 fs, lẹsẹsẹ.
Ohun elo afikun fun nkan yii wa ni http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/20/eaay0761/DC1
Eyi jẹ nkan iwọle-sisi ti a pin kaakiri labẹ awọn ofin ti Iwe-aṣẹ Iṣewadii-Aiṣe Iṣowo ti Creative Commons, eyiti o fun laaye ni lilo, pinpin, ati ẹda ni eyikeyi alabọde, niwọn igba ti lilo abajade kii ṣe fun anfani iṣowo ati pese iṣẹ atilẹba jẹ daradara tokasi.
AKIYESI: A beere adirẹsi imeeli rẹ nikan ki eniyan ti o n ṣeduro oju-iwe naa lati mọ pe o fẹ ki wọn rii, ati pe kii ṣe meeli ijekuje. A ko gba eyikeyi adirẹsi imeeli.
Ibeere yii jẹ fun idanwo boya tabi rara o jẹ alejo eniyan ati lati ṣe idiwọ awọn ifisilẹ àwúrúju adaṣe.
Nipasẹ Sven Aeschlimann, Antonio Rossi, Mariana Chávez-Cervantes, Razvan Krause, Benito Arnoldi, Benjamin Stadtmüller, Martin Aeschlimann, Stiven Forti, Filippo Fabbri, Camilla Coletti, Isabella Gierz
A ṣe afihan iyapa idiyele ultrafast ni WS2/graphene heterostructure ti o ṣee ṣe mu abẹrẹ alayipo opitika sinu graphene.
Nipasẹ Sven Aeschlimann, Antonio Rossi, Mariana Chávez-Cervantes, Razvan Krause, Benito Arnoldi, Benjamin Stadtmüller, Martin Aeschlimann, Stiven Forti, Filippo Fabbri, Camilla Coletti, Isabella Gierz
A ṣe afihan iyapa idiyele ultrafast ni WS2/graphene heterostructure ti o ṣee ṣe mu abẹrẹ alayipo opitika sinu graphene.
© 2020 Ẹgbẹ Amẹrika fun Ilọsiwaju ti Imọ. Gbogbo awọn ẹtọ wa ni ipamọ. AAAS jẹ alabaṣepọ ti HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef ati COUNTER.Science Advances ISSN 2375-2548.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Karun-25-2020