MoS₂/MnPS₃异质结界面电荷转移特性调制研究

作     者：韩融 孙士帅 黄岩 杨智博 

作者机构：天津理工大学理学院天津市量子光学与智能光子学重点实验室天津 

出 版 物：《传感器技术与应用》 (Journal of Sensor Technology and Application)

年 卷 期：2024年第12卷第4期

页      面：547-555页

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主　　题：异质结构 二硫化钼 荧光增强 

摘      要：单层二维过渡金属二硫族化合物(2D-TMDCs)由于特殊的层状结构、丰富的激子种类等优异的物理性质被广泛应用于各种半导体器件的制备中。但单层2D-TMDCs由于其吸光性弱及内部激子复合率低等因素导致其在光探测器、发光器件中的表现不佳,限制了其在光电器件领域的发展。本工作将MnPS3与单层二维材料MoS2通过堆叠构成2D/2D异质结。具有明显的荧光增强现象,存在明显的界面电荷转移行为。实验结果显示随着激光功率的增大,异质结的发光峰位向短波数方向移动,主要归于温度升高,带隙收缩引起的发光峰红移。对异质结PL光谱进行洛伦兹拟合,随激光功率的增加,A−激子、A激子和B激子均逐渐红移,发光强度均增高。随着异质结中MnPS3厚度的增加,B激子比重降低,A激子增加,A−激子先增加再降低,MnPS3的厚度对异质结中的激子变化有重要的调制功能,导致其不同的发光特性。本研究中描述了2D/2D异质结的电荷转移行为和不同激子之间的动态竞争,在充分发挥各个组分的优势的情况下,对异质结构界面性质进行了多角度分析,未来可通过调节MnPS3厚度及激光功率的手段精准调控异质结光电器件的性能,为实现高性能光电器件的制备奠定基础。