等离子体轰击单层WS引入缺陷态对束缚激子光学性质的影响

作     者：刘海洋 范晓跃 范豪杰 李阳阳 唐天鸿 王刚 

作者机构：北京理工大学物理学院量子物理实验中心先进光电量子结构设计与测量教育部重点实验室 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:12074033) 北京理工大学科技创新计划培育专项(批准号:2022CX01007)资助的课题 

主　　题：二维半导体 WS 缺陷态 激子 

摘      要：单层过渡金属硫化物具有原子级厚度、直接带隙、强自旋轨道耦合等优异性能，使其在自旋电子学、光电子学等领域有重要的研究价值和广泛的应用前景.通常材料中包含多种结构缺陷，这可能是在样品制备和生长过程中形成的，也可以经过后期处理产生，这些缺陷会显著改变其物理化学性质.因此，控制和理解缺陷是调控材料性质的重要途径.本文利用氩等离子体对机械剥离的单层WS2进行轰击处理，通过控制轰击时间引入不同密度的缺陷.光致发光和拉曼测试结果表明，在未改变晶格结构的前提下，引入了两种缺陷态的束缚激子，两种激子的动力学过程与中性激子相比明显变慢.对比真空和大气环境下的PL，两种激子的强度变化呈现相反的行为.本文的研究结果为二维材料缺陷的引入和调控以及特征光谱的研究提供依据.