Эффект Штарка в гетероструктуре на основе монослоя MoSe2

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследовано влияние вертикального электрического поля на фотолюминесценцию инкапсулированного гексагональным нитридом бора монослоя MoSe2. В спектрах наблюдается квадратичный от приложенной разности потенциалов сдвиг линий фотолюминесценции экситонов и трионов, а также изменении их интенсивности. Найдено, что величина штарковского сдвига заметно превосходит предсказанную теоретически. Обнаружено, что энергетическое расстояние между линиями триона и экситона в спектрах меняется с величиной внешнего поля, что связано с зависимостью плотности свободных носителей заряда в монослое от поля. Этот эффект позволил определить плотность свободных носителей заряда в монослое, которая меняется с полем и лежит в диапазоне от 0.3–3.4⋅1012 см-2.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Черненко

Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: chernen@issp.ac.ru
Россия, Черноголовка

А. С. Бричкин

Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук

Email: chernen@issp.ac.ru
Россия, Черноголовка

Г. М. Голышков

Институт физики твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук

Email: chernen@issp.ac.ru
Россия, Черноголовка

Список литературы

  1. Ross J.S., Wu S., Wu H. et al. // Nature Commun. 2013. V. 4. P. 1474.
  2. Roch J.G., Leisgang N., Froehlicher G. et al. // Nano Lett. 2018. V. 18. P. 1070.
  3. Klein J., Wierzbowsk J., Regler A. et al. // Nano Lett. 2018. V. 18. P. 1070.
  4. Abraham N., Watanabe K., Taniguchi T., Majumdar K. // Phys. Rev. B. 2021. V. 103. No. 7. Art. No. 075430.
  5. Бричкин А.С., Голышков Г.М., Черненко А.В. // ЖЭТФ. 2023. Т. 163. P. 852; Brichkin A.S., Golyshkov G.M., Chernenko A.V. // JETP. 2023. V. 136. P. 760.
  6. Miller D.A.B., Chemla D.S., Damen T.C. et al. // Phys. Rev. B. 1985. V. 32. P. 1043.
  7. Pederson T.G. // Phys. Rev. B. 2016. V. 94. Art. No. 125424.
  8. Laturia A.M., Van de Put M., Vandenberghe W. et al. // NPJ2D Mater. Appl. 2018. V. 2. Art. No. 6.
  9. Chernikov A., van der Zande M.A., Hill H.M. et al. // Phys. Rev. Lett. 2015. V. 115. No. 2. Art. No. 126802.
  10. Sup Choi M., Lee G.H., Yu Y.J. et al. // Nature Commun. 2013. V. 4. P. 1624.
  11. Wang H., Wu Y., Cong C. et al. // ASC Nano. 2010. V. 4. P. 7221.
  12. Epping A., Banszerus L., Guettinger J. // J. Phys. Cond. Matter. 2018. V. 30. Art. No. 205001.
  13. Ju L., Velasco J., Huang E. et al. // Nature Nanotechnol. 2014. V. 9. P. 348.
  14. Lochmann T., von Klitzing K., Smet J.H. // Nano Lett. 2009. V. 9. P. 1973.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Cхема структуры с контактами для приложения вертикального электрического поля (а). Фотография образца с контурами составляющих его слоев, которые выделены цветовыми линиями (толщины слоев: графит 3 нм, нижний слой hBN100 нм, монослой MoSe2 0.3 нм, верхний hBN10 нм, многослойный графен 1 нм) до напыления контактов (б)

Скачать (554KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Спектры ФЛ в двух разных точках образца с одиночной линией экситона (Х) (а), с двумя линиями, экситона (Х) и триона (Т) (б) при разных значениях Vg, при T = 13 K и плотности мощности W = 15.6 кВт/см2

Скачать (354KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Серия спектров ФЛ, записанных в диапазоне температур 13–136 K, при постоянной плотности лазерного возбуждении W = 15.6 кВт/см2 при Vg = 0 В

Скачать (135KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Штарковские сдвиги линий ФЛ экситона в отсутствие триона (а) и при наличии триона (б) при температуре T = 13 K и постоянной накачке. Сплошными линиями отмечены подгоночные кривые, соответствующие выражению ΔE = (–1/2) αF2 + E0, где E0 константа. Черным и красным цветами отмечены результаты, полученные для разного направления изменения электрического поля

Скачать (276KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимость энергетического интервала ET–X (V) между линиями триона T и экситона X от разности потенциалов на обкладках конденсатора Vg, полученная при T = 13 К и постоянной плотности лазерной накачки

Скачать (72KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024