二維材料谷極化特性研究取得新進展

2020-11-28 科學網

 

近日，中科院大連化物所金玉奇研究員、李剛研究員等與新加坡南洋理工大學於霆教授和復旦大學叢春曉教授合作，在二硫化鎢谷極化特性研究方面取得新進展，相關研究成果以內封面文章形式在英國皇家化學學會出版社的Nanoscale Horizons雜誌上發表。

利用能谷自由度作為信息載體的谷電子學近年來吸引了科研人員的廣泛關注，其在谷電子學器件領域具有潛在應用前景。控制電子在不同能谷中的數量，進而產生谷極化是製成谷電子學器件的先決條件，因此探索具有魯棒性谷極化特性的材料成為該領域的研究熱點。原子層薄的二硫化鎢中，導帶和價帶邊緣均具有兩個能量簡併的谷，是一種實現谷電子學的潛在材料。雙層二硫化鎢不但具有比單層二硫化鎢還要高的谷極化值，而且其可調的層間耦合作用為調控二硫化鎢的光學特性提供了額外的自由度，因此在谷電子學研究中受到了廣泛的關注。然而，科研人員對於雙層二硫化鎢中魯棒性谷極化特性的準確機理的認識仍十分有限，這極大地限制了二硫化鎢在谷電子學器件中的應用。

研究團隊對不同襯底上具有不同層間堆垛結構的雙層二硫化鎢樣品進行了系統的變溫圓偏振光致發光光譜研究，並首次報導了間接帶隙發光峰強度與谷極化特性的關係。研究表明，聲學模對於能谷極化過程起到了重要作用，這類振動模式在間接帶隙躍遷過程中的消耗促成了雙層二硫化鎢中的顯著谷極化特性。

本項工作觀察到的通過層間距可調的能谷極化特性，闡明了電聲耦合在谷間散射過程中的重要作用，進而在未來開發基於二維材料的谷電子學器件具有科學指導意義。（來源：科學網 劉萬生 汪彥龍）

相關論文連結：DOI:10.1039/C8NH00306H

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