专栏名称: 材料科学与工程
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材料科学与工程  · 公众号  ·  · 2024-08-19 18:29

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1展示了电子掺杂的WS2异质结的准粒子带结构。在(a)中,通过沉积钾原子实现了掺杂,(b)显示了WS2的布里渊区(BZ)和ARPES测量方向。在(c)中,显示了未掺杂的WS2的ARPES光谱,与其在强电子掺杂后的ARPES光谱相比。未掺杂的WS2呈现出局部价带最大值(VBM)和导带最小值(CBM),而强掺杂后CBM被填充,VBM形状被强烈重整化。在(d)中,显示了掺杂后CBM区域的详细放大图,CBM相对较宽。在(e)和(f)中,展示了WS2上方覆盖石墨烯层后的ARPES光谱。与未掺杂的情况相比,覆盖石墨烯层后,WS2的VBM能量向下移动,但形状未发生重整化。石墨烯的强掺杂伴随着WS2 CBM中相对较小的占据,并导致了形成尖锐的准粒子峰和晃动副本。这些结果表明,在WS2中引入石墨烯覆盖层可以显著改变电子结构,为二维材料异质结的电子和光学性质调控提供了新途径。
图图1:电子掺杂的WS2异质结的准粒子带。
在图2中,作者通过调节石墨烯上吸附的钾的量,从而逐步改变电荷载流子密度,以研究晃动带与Dirac锥的填充之间的关联。图2a展示了在不同石墨烯掺杂水平下的二阶导数ARPES强度,突出显示了相对微弱的晃动带相对于强准粒子峰的情况。图2b则呈现了能量分布曲线(EDCs),其中通过Lo2tzian分量的拟合显示了晃动带的位置和能量分隔。图2c提供了石墨烯Dirac锥和费米面的示意图,同时标记了通过ARPES测量获得的费米波矢kF。图2d展示了最大掺杂石墨烯/WS2的ARPES光谱,箭头标记了相应的kF值。而图2e则展示了晃动带的能量分隔随石墨烯掺杂量增加的变化情况,从中可以观察到能量分隔与掺杂量成正比关系。实验结果表明,晃动带的观察需要石墨烯的最小载流子密度,而随着掺杂水平的增加,晃动带的强度相对于主要准粒子峰的强度逐渐减弱。
图2:






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