由過渡金屬雙鹵化物(TMDs)制成的原子薄半導(dǎo)體是研究強(qiáng)光與物質(zhì)相互作用的模型系統(tǒng)，在納米光子學(xué)、光電子學(xué)和電子學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。然而，TMD單分子層的光致發(fā)光光譜顯示出大量的特征，而解釋這些特征尤其具有挑戰(zhàn)性。從實(shí)用的角度來看，基于單色TMD的發(fā)射器對(duì)于低尺寸器件將是有益的，但這一挑戰(zhàn)尚待解決。在這里，我們顯示了直接堆疊在TMD單層上的石墨烯，可以實(shí)現(xiàn)僅由TMD中性激子產(chǎn)生的單線和窄線光致發(fā)光。這種過濾效果來自于石墨烯對(duì)TMD的完全中和，以及將長壽命激子物種選擇性非輻射轉(zhuǎn)移到石墨烯上。我們的方法適用于四個(gè)基于鎢和鉬基TMD，并建立了TMD/石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)作為一組獨(dú)特的光電構(gòu)建基塊，適用于以接近THz速率發(fā)射可見光和近紅外光子、且線寬接近均質(zhì)極限的電致發(fā)光系統(tǒng)。
Fig. 1 石墨烯作為通用的發(fā)射過濾器。
Fig. 2 用石墨烯中和原子厚度的半導(dǎo)體。
Fig. 3 BN封端的TMD/石墨烯在4 K時(shí)的激光功率與PL相關(guān)性。
Fig. 4 低溫激子動(dòng)力學(xué)
Fig. 5 熱激子轉(zhuǎn)移至石墨烯的證據(jù)。
相關(guān)研究成果于2020年由斯特拉斯堡大學(xué)Stéphane Berciaud課題組，發(fā)表在Nature Nanotechnology(https://doi.org/10.1038/s41565-020-0644-2)上。原文：Filtering the photoluminescence spectra of atomically thin semiconductors with graphene
