Phys. Rev. Lett.:單層WSe2中束縛激子的缺陷結構
單層直接帶隙半導體過渡金屬二硫屬化物(TMD)MX2(M=Mo,W;X=S,Se)在電子學、光電子學以及能谷電子學等領域引起了廣泛關注。然而,典型的TMD場效應晶體管器件在沒有摻雜時主要表現為n型或p型,與完美晶體結構相矛盾,并且載流子遷移率遠低于理論值。此外,光致發光光譜不僅可以表征出強激子效應,其發光效率遠低于對直接帶隙半導體的預期,且可在光禁帶區域出現一個寬的缺陷活性峰。因此,結構缺陷對單層TMD的光電性能具有很大的影響。目前,大多數單層TMD為n型摻雜,但WSe2表現為p型摻雜。這種p型摻雜結合其他TMD材料可形成p-n結平面異質結構。由于價帶上較大的自旋軌道分裂和自旋-能谷的鎖定,p型摻雜的能谷相干時間可長至1-10 ns,而n型摻雜一般只有10 ps左右。此外,單層WSe2冷卻至~10K以下時,其缺陷中束縛激子的發光行為表現為單量子發光點(SQEs),這可應用于量子信息處理。然而,當前對單層WSe2中缺陷的原子和電子結構的研究尚不清楚。