计算机工程与信息技术学报

通过堆叠顺序配置二维材料以实现能量收集和同质结

謝祥申

众所周知，二维过渡金属二硫属化物 (2D TMD) 材料和钙钛矿的光学和电子结构通常表现出非常强的层相关特性。鲜为人知的是，这些特性也可以通过堆叠顺序进行调整，这使我们能够用相同的材​​料和相同的厚度构建电学和光学设备。详细了解层间相互作用将有助于为应用量身定制 2D TMD 材料的属性，例如在 pn 结、晶体管、太阳能电池和 LED 中。拉曼/光致发光 (PL) 光谱和成像已广泛应用于纳米材料和纳米器件的研究。它们为材料的表征提供了关键信息，例如电子结构、光学特性、声子结构、缺陷、掺杂和堆叠顺序。在本演讲中，我们使用拉曼和 PL 技术以及电测量以及模拟来研究 2 层和 3 层 2D TMD 样品。拉曼光谱和 PL 光谱也显示出与层厚度和堆叠顺序的明显相关性。电学实验和从头计算表明，电子结构的差异主要来自不同结构配置中自旋轨道耦合和层间耦合之间的竞争。使用 2H 和 3R 堆叠的 2D 材料同质结显示出清晰的 pn 结行为，这为纳米电子和太阳能电池开辟了独特的潜在应用。