تحول الطاقة وتعزيز الإضاءة الضوئية في هياكل WS2/hBN/MoS2

CHEN Pengyao ,  

REN Bingyan ,  

ZHANG Chengyu ,  

LI Boyuan ,  

WANG Jiaxi ,  

ZHANG Kaixuan ,  

ZHAO Weijie ,  

摘要

مركبات كبريتيدات المعادن ذات البعد الثنائي (TMDs) وهياكلها ذات المؤلفات المختلفة تمتلك خصائص بصرية فريدة، وبالتالي لديها آفاق واسعة في تطوير أجهزة الإلكترونيات الضوئية من الجيل القادم. ومع ذلك، فإن كفاءة الإضاءة البصرية لمركبات كبريتيدات المعادن ذات البعد الأحادي (1L) متداولة ضئيلة للغاية عند درجة الحرارة الغرفية، وهذا يعيق بشكل خطير تطبيقها الفعلي في أجهزة الإلكترونيات الضوئية. يوضح هذا البحث أسلوبا فعالا لزيادة كفاءة الإضاءة لمركبات 1L-TMDs من خلال بناء هياكل مؤلفة عمودية 1L-WS2/hBN/1L-MoS2، ويمكن تحسين كفاءة الإضاءة لـ 1L-WS2 بنسبة كبيرة، حيث يمكن أن يصل معامل التعزيز إلى 4.2. باستخدام الطيف الامتصاصي المجرد، قمنا بالتحقق من أن هذا التأثير المعزز للتشعيع هو ناتج عن نقل الطاقة من 1L MoS2 إلى 1L WS2. يحدث عملية نقل الطاقة على مقياس الزمن الفوري، لكن مدة استمرارها تزيد عن 100 بي بي، مما يشير إلى أن الاندماج الكيميائي للإلكترونات النشطة يلعب دورا هاما في نقل الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، نحن قادرون على ملاحظة تأثير تعزيز الإضاءة لـ WS2 الأحادي الطبقة في هياكل مؤلفة 2L-MoS2/hBN/1L-WS2 و 3L-MoS2/hBN/1L-WS2. يضع هذا البحث أساسا جيدا لفهم آلية نقل الطاقة في هياكل مؤلفة TMDs الثنائية البعد، ويوفر خطة عمل قابلة للتطبيق لتحسين أداء أجهزة الإلكترونيات الضوئية القائمة على هياكل مؤلفة TMDs.

关键词

مركبات كبريتيد المعادن الانتقالية؛ هياكل فان دير فالز؛ إضاءة بالمؤثرات الضوئية؛ نقل الطاقة المتزامن؛ الاندماج الكيميائي للإلكترونات النشطة

阅读全文