摘要
2차원 전이금속 이황화물(TMDs)과 그 이종접합체는 독특한 광학적 특성을 가지며, 차세대 광전자 장치 개발에 광범위한 응용 가능성을 가지고 있습니다. 그러나 상온에서 단일층(1L) 전이금속 이황화물의 광발광 효율이 매우 낮아 광전자 장치의 실제 적용에 심각한 제약이 있습니다. 본 논문에서는 단일층 TMDs의 광발광 효율을 향상시키는 효과적인 방법을 보고합니다. 즉, 1L-WS2/hBN/1L-MoS2 수직 이종접합체를 구축하여 단일층 WS2의 광발광 효율을 크게 향상시켰으며, 최대 4.2배까지 증가시켰습니다. 순간 흡수 분광법을 이용하여 이러한 형광 향상 효과가 1L MoS2에서 1L WS2로 에너지 전달에 의해 발생함을 확인했습니다. 에너지 전달 과정은 피코초 시간 척도에서 발생하지만 그 지속 시간은 100 ps 이상으로, 엑시톤-엑시톤 소멸이 에너지 전달에 중요한 영향을 미치는 것을 나타냅니다. 또한 2L-MoS2/hBN/1L-WS2 및 3L-MoS2/hBN/1L-WS2 이종접합체에서도 단일층 WS2의 형광 향상 효과를 관찰할 수 있었습니다. 본 연구는 2차원 TMDs 이종접합체 내 에너지 전달 메커니즘을 깊이 이해하는 데 좋은 기반을 마련하였으며, TMDs 이종접합체 기반 광전자 장치 성능 최적화를 위한 실현 가능한 방안을 제공합니다.
关键词
전이금속 칼코겐화합물; 반데르발스 이종접합체; 광발광; 공명 에너지 전달; 엑시톤-엑시톤 소멸
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