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二維范德華異質(zhì)結(jié)再發(fā)Nature—microARPES一探究竟

通訊作者：許曉棟、David H. Cobden、Neil r. Wilson

通訊單位：華盛頓大學、華威大學

成果速覽

二維材料因其載流子遷移和熱量擴散都被限制在二維平面內(nèi)，使得這種材料展現(xiàn)出許多奇特的性質(zhì)。其帶隙可調(diào)的特性在場效應管、光電器件、熱電器件等領域應用廣泛。因此在該類場效應晶體管中能夠直接觀測其電子狀態(tài)，例如，局部電勢的變化，費米能級和能帶結(jié)構(gòu)等可以促進我們對其物理特性的理解。

近日，華威大學的Neil r. Wilson和華盛頓大學的David H. Cobden、許曉棟采用微米級角分辨光電子能譜（microARPES）實現(xiàn)了對二維范德華異質(zhì)結(jié)器件電子狀態(tài)的直接觀測。

研究表明，在雙端石墨烯器件中施加柵極電壓時，材料費米能級移動并越過狄拉克點，而能帶色散關系不發(fā)生改變。在二維半導體器件中，可觀察到導帶邊出現(xiàn)電子積累，表明在導帶邊緣有能量和動量的積聚。隨著靜電摻雜的增加，單層二硒化鎢（WSe2）器件的帶隙減小至幾百毫電子伏特，接近于激子的能量。

本文通過在單個器件上通過光學和microARPES測試手段實現(xiàn)對二維材料的電子狀態(tài)的直接觀測，從而可以對柵極控制的電子和光學特性之間的相關性進行系統(tǒng)的研究。

該成果以“Visualizing electrostatic gating effects in two-dimensional heterostructures ”為題于發(fā)表于國際期刊Nature上。

圖文導讀

二維范德華異質(zhì)結(jié)再發(fā)Nature—microARPES一探究竟

圖1 單層石墨烯靜電門控效應

圖2 WSe2層數(shù)與導帶邊能量的關系

圖3 單層WSe2的靜電門控效應

文獻信息

Visualizing electrostatic gating effects in two-dimensional heterostructures ?

(Nature，2019，DOI: 10.1038/s41586-019-1402-1)

原文鏈接

https://doi.org/10.1038/s41586-019-1402-1

原創(chuàng)文章，作者：菜菜歐尼醬，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/11/13/20750126f6/

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