Uma equipe colaborativa liderada pelo Prof. Su Fuhai do Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) identificou recentemente a dinâmica ultrarrápida em MoS de monocamada₂ /ReSe₂ heteroestruturas.
Depois de estudar a dinâmica de portadora ultrarrápida dessa heteroestrutura, os pesquisadores identificaram as vias de relaxamento e processos intermediários de transferência de portador, evolução de portador livre e exciton intercamada, etc., em diferentes escalas de tempo que variam de sub-picossegundos a centenas de picossegundos. Os resultados foram publicados no ACS Nano .

A construção de heteroestruturas de van der Waals (vdW), usando diferentes filmes bidimensionais (2D) de dicalcogenetos de metais de transição (TMDs), fornece uma rota promissora para adequar as propriedades físicas para camadas individuais e ampliar ainda mais suas perspectivas de aplicação em dispositivos fotoelétricos. Enquanto isso, o entendimento da dinâmica de fotoportadores em vdW 2-D-TMDs, incluindo diferentes espécies intermediárias de excitação e vias de relaxamento, desempenha papéis essenciais para o desenvolvimento de dispositivos.

O cenário completo da dinâmica de fotoportadores, especialmente nas heteroestruturas 2D-TMDs baseadas em dicalcogenetos de rênio tendo significados nos dispositivos fotoelétricos sensíveis à polarização no espectro do infravermelho próximo, permanece elusivo até agora.

Nesta pesquisa, com heteroestruturas empilhadas verticalmente em grande escala fabricadas por seus colaboradores, os pesquisadores investigaram a dinâmica de fotoportadores por meio de espectroscopia de emissão THz, espectroscopia THz resolvida no tempo e espectroscopia de sonda de bomba óptica no infravermelho próximo, que permitiu a sonda direta de transferência de carga no plano (CT), transporte de carga no plano e transição interbanda, respectivamente.

Apoiados pelos cálculos e simulações da teoria, eles estabeleceram o caminho da dinâmica do fototransportador através da separação de cargas, incluindo o CT inicial, a evolução intermediária do plasma de elétron-buraco livre para excitons intercamadas e aprisionamento de portadores livres, bem como a recombinação interexcitons de longa vida.

CT tende a aumentar pronunciadamente a fotocondutividade THz transiente (~2,8 vezes), absorção saturável não linear (~5 vezes) e vida de recombinação interbanda (> 10 vezes) nas heteroestruturas em comparação com o ReSe isolado₂ monocamada, o que é mais interessante para eles, pois demonstrou a sintonizabilidade de grande alcance na dinâmica de fotoportadores com base na construção de heteroestruturas.

Este trabalho fornece uma visão abrangente da dinâmica do fotoportador na separação de cargas e ajudará no desenvolvimento de dispositivos optoeletrônicos baseados em ReSe₂ -MoS₂ heteroestruturas. + Explorar mais

Formação, relaxamento e transporte de excitons entre camadas em heteroestruturas de TMDs van der Waals