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基于磁圆二向色谱的单层MoS2激子能量和线宽温度依赖特性

吴元军 申超 谭青海 张俊 谭平恒 郑厚植

基于磁圆二向色谱的单层MoS2激子能量和线宽温度依赖特性

吴元军, 申超, 谭青海, 张俊, 谭平恒, 郑厚植
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  • 以二硫化钼(MoS2)为代表的过渡金属硫属化物属于二维层状材料,样品可以薄至单层.单层MoS2是一种直接带隙半导体,在纳米逻辑器件、高速光电探测、纳米激光等领域具有广阔的应用前景.在实际应用中,温度是影响半导体材料能带结构和性质的主要因素之一.因此研究单层二维材料能带的温度依赖特性对理解其物理机理以及开展器件应用具有重要的意义.目前,在广泛采用的测量单层MoS2反射谱的研究中,激子峰往往叠加在一个很强的光谱背底上,难以准确分辨激子的峰位和线宽.基于自行搭建的显微磁圆二向色谱系统,研究了单层MoS2在65–300 K温度范围内的反射谱和磁圆二向色谱,结果表明磁圆二向色谱在研究单层材料激子能量和线宽方面具有明显的优势.通过分析变温的磁圆二向色谱,得到了不同温度下的A,B激子的跃迁能量和线宽.通过对激子能量和线宽的温度依赖关系进行拟合,进一步讨论了声子散射对激子线宽的影响.
      通信作者: 申超, shenchao@semi.ac.cn;hzzheng@semi.ac.cn ; 郑厚植, shenchao@semi.ac.cn;hzzheng@semi.ac.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11404324,11574305,51527901)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-04-08
  • 修回日期:  2018-04-24
  • 刊出日期:  2019-07-20

基于磁圆二向色谱的单层MoS2激子能量和线宽温度依赖特性

    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11404324,11574305,51527901)资助的课题.

摘要: 以二硫化钼(MoS2)为代表的过渡金属硫属化物属于二维层状材料,样品可以薄至单层.单层MoS2是一种直接带隙半导体,在纳米逻辑器件、高速光电探测、纳米激光等领域具有广阔的应用前景.在实际应用中,温度是影响半导体材料能带结构和性质的主要因素之一.因此研究单层二维材料能带的温度依赖特性对理解其物理机理以及开展器件应用具有重要的意义.目前,在广泛采用的测量单层MoS2反射谱的研究中,激子峰往往叠加在一个很强的光谱背底上,难以准确分辨激子的峰位和线宽.基于自行搭建的显微磁圆二向色谱系统,研究了单层MoS2在65–300 K温度范围内的反射谱和磁圆二向色谱,结果表明磁圆二向色谱在研究单层材料激子能量和线宽方面具有明显的优势.通过分析变温的磁圆二向色谱,得到了不同温度下的A,B激子的跃迁能量和线宽.通过对激子能量和线宽的温度依赖关系进行拟合,进一步讨论了声子散射对激子线宽的影响.

English Abstract

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