TMDCs-并五苯范德华异质结的激子动力学

       过渡金属二卤代化合物(TMDCs)薄膜具有众多奇特的物理现象，如异常大的激子结合能、自旋谷锁定和激子霍尔效应等，在与金属或多铁材料薄膜形成的异质结中表现出极低的电学阻抗和层间激子的调控行为。由于TMDCs和有机半导体(OSs)都是具有丰富和高度多样化的光学和电子特性的半导体材料，基于TMDCs薄膜和OSs薄膜组成的范德华异质结的研究在光电子和光电调控领域相当广泛，例如发光二极管、隧道晶体管、和光伏电池技术等，然而该系统中界面电荷转移动力学仍有待研究。

       近日，荷兰特温特大学Pavel A. Markeev等人分别将MoS2和WSe2单层膜以及20 nm的并五苯薄膜转移到Au表面，利用瞬态吸收光谱对两种不同TMD材料和并五苯薄膜组成的范德华异质结中的激子动力学进行研究。研究发现，基于MoS2到并五苯的空穴转移，A激子衰减的特征时间为21±3 ps，比之前报道的在SiO2衬底上形成的MoS2-并五苯异质结的转移时间慢，这是由于不同衬底上并五苯薄膜中不同的分子取向所造成的。而WSe2中的B激子则表现出更快的空穴转移速率，通过拟合特征时间仅为7±1 ps，然而WSe2中的A激子同样由于并五苯层的存在衰减更快。该工作为TMDC-OS异质结领域的激子动力学以及二位材料激子调控提供了重要的见解。相关工作发表在《ACS Nano》上。（袁铭谦）

       文章链接：Pavel A. Markeev, Emad Najafidehaghani, Gergely F. Samu, et al. Exciton Dynamics in MoS2-Pentacene and WSe2-Pentacene Heterojunctions. ACS Nano ASAP (2022). https://doi.org/10.1021/acsnano.2c06144