Rydym yn defnyddio sbectrosgopeg ffotoallyriadau amser- ac ongl-datrysedig (tr-ARPES) i ymchwilio i drosglwyddo gwefr cyflym iawn mewn heterostrwythur epitacsial wedi'i wneud o haen mono WS2 a graffen. Mae'r heterostrwythur hwn yn cyfuno manteision lled-ddargludydd bwlch uniongyrchol gyda chyplu sbin-orbit cryf a rhyngweithio golau-mater cryf â manteision lled-fetel sy'n cynnal cludwyr di-màs gyda symudedd eithriadol o uchel ac oes sbin hir. Rydym yn canfod, ar ôl ffotogyffroi wrth gyseiniant i'r A-exciton yn WS2, bod y tyllau ffotogyffroi yn trosglwyddo'n gyflym i'r haen graffen tra bod yr electronau ffotogyffroi yn aros yn yr haen WS2. Canfyddir bod gan y cyflwr dros dro sy'n gwahanu gwefr o ganlyniad oes o tua 1 ps. Rydym yn priodoli ein canfyddiadau i wahaniaethau yng ngofod cyfnod gwasgaru a achosir gan aliniad cymharol bandiau WS2 a graffen fel y'i datgelir gan ARPES cydraniad uchel. Ar y cyd â chyffroi optegol dethol sbin, gallai'r heterostrwythur WS2/graffen a ymchwiliwyd iddo ddarparu llwyfan ar gyfer chwistrelliad sbin optegol effeithlon i graffen.
Mae argaeledd llawer o wahanol ddefnyddiau dau ddimensiwn wedi agor y posibilrwydd o greu heterostrwythurau tenau newydd gyda swyddogaethau cwbl newydd yn seiliedig ar sgrinio dielectrig wedi'i deilwra ac amrywiol effeithiau a achosir gan agosrwydd (1–3). Mae dyfeisiau prawf-o-egwyddor ar gyfer cymwysiadau yn y dyfodol ym maes electroneg ac optoelectroneg wedi'u gwireddu (4–6).
Yma, rydym yn canolbwyntio ar heterostrwythurau epitacsial van der Waals sy'n cynnwys monohaen WS2, lled-ddargludydd bwlch uniongyrchol gyda chyplu sbin-orbit cryf a hollti sbin sylweddol o strwythur y band oherwydd cymesuredd gwrthdroad wedi'i dorri (7), a graffen monohaen, lled-fetel gyda strwythur band conigol a symudedd cludwr eithriadol o uchel (8), wedi'i dyfu ar SiC(0001) wedi'i derfynu â hydrogen. Mae'r arwyddion cyntaf ar gyfer trosglwyddo gwefr cyflym iawn (9–15) ac effeithiau cyplu sbin-orbit a achosir gan agosrwydd (16–18) yn gwneud WS2/graffen a heterostrwythurau tebyg yn ymgeiswyr addawol ar gyfer cymwysiadau optoelectronig (19) ac optosbintronig (20) yn y dyfodol.
Fe wnaethon ni geisio datgelu llwybrau ymlacio parau electron-twll a gynhyrchwyd gan ffoton mewn WS2/graffen gyda sbectrosgopeg ffotoallyriadau wedi'i datrys yn ôl amser ac ongl (tr-ARPES). At y diben hwnnw, rydym yn cyffroi'r heterostrwythur gyda phylsau pwmp 2-eV sy'n atseinio i'r A-exciton yn WS2 (21, 12) ac yn taflu ffotoelectronau allan gydag ail bwls stiliwr wedi'i oedi yn ôl amser ar ynni ffoton 26-eV. Rydym yn pennu ynni cinetig ac ongl allyriadau'r ffotoelectronau gyda dadansoddwr hemisfferig fel swyddogaeth o oedi pwmp-stiliwr i gael mynediad at ddeinameg y cludwr wedi'i ddatrys yn ôl momentwm, ynni ac amser. Y datrysiad ynni ac amser yw 240 meV a 200 fs, yn y drefn honno.
Mae ein canlyniadau'n darparu tystiolaeth uniongyrchol o drosglwyddo gwefr cyflym iawn rhwng yr haenau wedi'u halinio'n epitacsial, gan gadarnhau arwyddion cyntaf yn seiliedig ar dechnegau holl-optegol mewn heterostrwythurau tebyg wedi'u cydosod â llaw gydag aliniad asimwtal mympwyol o'r haenau (9–15). Yn ogystal, rydym yn dangos bod y trosglwyddiad gwefr hwn yn anghymesur iawn. Mae ein mesuriadau'n datgelu cyflwr dros dro wedi'i wahanu gan wefr nas gwelwyd o'r blaen gydag electronau a thyllau wedi'u ffotogyffroi wedi'u lleoli yn yr haen WS2 a graffen, yn y drefn honno, sy'n byw am tua 1 ps. Rydym yn dehongli ein canfyddiadau o ran gwahaniaethau yng ngofod cyfnod gwasgaru ar gyfer trosglwyddo electronau a thyllau a achosir gan aliniad cymharol bandiau WS2 a graffen fel y'i datgelir gan ARPES cydraniad uchel. Ynghyd â chyffroi optegol dethol-sbin a dyffryn (22–25) gallai heterostrwythurau WS2/graffen ddarparu llwyfan newydd ar gyfer chwistrelliad sbin optegol cyflym iawn effeithlon i graffen.
Mae Ffigur 1A yn dangos mesuriad ARPES cydraniad uchel a gafwyd gyda lamp heliwm o'r strwythur band ar hyd cyfeiriad ΓK heterostrwythur epitacsial WS2/graffen. Canfyddir bod y côn Dirac wedi'i dopio â thwll gyda'r pwynt Dirac wedi'i leoli tua 0.3 eV uwchben y potensial cemegol ecwilibriwm. Canfyddir bod brig y band falens hollt-sbin WS2 tua 1.2 eV islaw'r potensial cemegol ecwilibriwm.
(A) Ffotogerrynt ecwilibriwm wedi'i fesur ar hyd cyfeiriad ΓK gyda lamp heliwm heb ei bolaru. (B) Ffotogerrynt ar gyfer oedi pwmp-prob negatif wedi'i fesur gyda phylsau uwchfioled eithafol p-bolaru ar egni ffoton 26-eV. Mae llinellau llwyd a choch toredig yn nodi safle'r proffiliau llinell a ddefnyddir i echdynnu'r safleoedd brig dros dro yn Ffig. 2. (C) Newidiadau a achosir gan bwmp yn y ffotogerrynt 200 fs ar ôl ffotogyffroi ar egni ffoton pwmp o 2 eV gyda fflwens pwmp o 2 mJ/cm2. Dangosir enillion a cholled ffotoelectronau mewn coch a glas, yn y drefn honno. Mae'r blychau'n nodi'r ardal integreiddio ar gyfer yr olion pwmp-prob a ddangosir yn Ffig. 3.
Mae Ffigur 1B yn dangos ciplun tr-ARPES o strwythur y band yn agos at y pwyntiau K WS2 a graffen a fesurwyd gyda phylsau uwchfioled eithafol 100-fs ar egni ffoton 26-eV ar oedi pwmp-prob negatif cyn i'r pwls pwmp gyrraedd. Yma, nid yw'r hollti sbin wedi'i ddatrys oherwydd dirywiad y sampl a phresenoldeb y pwls pwmp 2-eV sy'n achosi ehangu gwefr gofod y nodweddion sbectrol. Mae Ffigur 1C yn dangos y newidiadau a achosir gan bwmp yn y ffotogerrynt mewn perthynas â Ffig. 1B ar oedi pwmp-prob o 200 fs lle mae'r signal pwmp-prob yn cyrraedd ei uchafswm. Mae lliwiau coch a glas yn dynodi ennill a cholli ffotoelectronau, yn y drefn honno.
I ddadansoddi'r deinameg gyfoethog hon yn fanylach, rydym yn gyntaf yn pennu safleoedd brig dros dro band falens WS2 a band π y graffen ar hyd y llinellau toredig yn Ffig. 1B fel yr eglurir yn fanwl yn y Deunyddiau Atodol. Rydym yn canfod bod band falens WS2 yn symud i fyny 90 meV (Ffig. 2A) a band π y graffen yn symud i lawr 50 meV (Ffig. 2B). Canfyddir bod oes esbonyddol y sifftiau hyn yn 1.2 ± 0.1 ps ar gyfer band falens WS2 ac yn 1.7 ± 0.3 ps ar gyfer band π y graffen. Mae'r sifftiau brig hyn yn darparu tystiolaeth gyntaf o wefru dros dro o'r ddwy haen, lle mae gwefr bositif (negatif) ychwanegol yn cynyddu (lleihau) egni rhwymo'r cyflyrau electronig. Sylwch fod symudiad i fyny band falens WS2 yn gyfrifol am y signal pwmp-prob amlwg yn yr ardal a farciwyd gan y blwch du yn Ffig. 1C.
Newid yn safle brig band falens WS2 (A) a band π graffen (B) fel swyddogaeth o oedi pwmp-prob ynghyd â ffitiadau esbonyddol (llinellau trwchus). Oes y sifftiad WS2 yn (A) yw 1.2 ± 0.1 ps. Oes y sifftiad graffen yn (B) yw 1.7 ± 0.3 ps.
Nesaf, rydym yn integreiddio'r signal pwmp-prob dros yr ardaloedd a nodir gan y blychau lliw yn Ffig. 1C ac yn plotio'r cyfrifon canlyniadol fel swyddogaeth o oedi pwmp-prob yn Ffig. 3. Mae Cromlin 1 yn Ffig. 3 yn dangos dynameg y cludwyr ffotogyffroedig yn agos at waelod band dargludiad yr haen WS2 gydag oes o 1.1 ± 0.1 ps a gafwyd o ffit esbonyddol i'r data (gweler y Deunyddiau Atodol).
Olion chwiliedydd pwmp fel ffwythiant o oedi a geir trwy integreiddio'r ffotogerrynt dros yr ardal a nodir gan y blychau yn Ffig. 1C. Mae'r llinellau trwchus yn ffitiadau esbonyddol i'r data. Cromlin (1) Poblogaeth cludwr dros dro ym mand dargludiad WS2. Cromlin (2) Signal chwiliedydd pwmp band π graffen uwchlaw'r potensial cemegol ecwilibriwm. Cromlin (3) Signal chwiliedydd pwmp band π graffen islaw'r potensial cemegol ecwilibriwm. Cromlin (4) Signal chwiliedydd pwmp net ym mand falens WS2. Canfyddir bod yr oesau'n 1.2 ± 0.1 ps yn (1), 180 ± 20 fs (enillion) a ∼2 ps (colled) yn (2), ac 1.8 ± 0.2 ps yn (3).
Yng nghromliniau 2 a 3 o Ffig. 3, rydym yn dangos y signal pwmp-prob o'r band π graffen. Rydym yn canfod bod gan yr enillion electronau uwchlaw'r potensial cemegol ecwilibriwm (cromlin 2 yn Ffig. 3) oes llawer byrrach (180 ± 20 fs) o'i gymharu â cholled electronau islaw'r potensial cemegol ecwilibriwm (1.8 ± 0.2 ps yng nghromlin 3 Ffig. 3). Ymhellach, canfyddir bod yr enillion cychwynnol o'r ffotogerrynt yng nghromlin 2 o Ffig. 3 yn troi'n golled ar t = 400 fs gydag oes o tua 2 ps. Canfyddir bod yr anghymesuredd rhwng yr enillion a'r golled yn absennol yn y signal pwmp-prob o graffen monohaen heb ei orchuddio (gweler ffig. S5 yn y Deunyddiau Atodol), sy'n dangos bod yr anghymesuredd yn ganlyniad i gyplu rhynghaenau yn yr heterostrwythur WS2/graffen. Mae'r arsylwi ar enillion byrhoedlog a cholled hirhoedlog uwchben ac islaw'r potensial cemegol ecwilibriwm, yn y drefn honno, yn dangos bod electronau'n cael eu tynnu'n effeithlon o'r haen graffen ar ôl ffotogyffroi'r heterostrwythur. O ganlyniad, mae'r haen graffen yn dod yn wefr bositif, sy'n gyson â'r cynnydd mewn egni rhwymo'r band π a geir yn Ffig. 2B. Mae symud i lawr y band π yn tynnu cynffon egni uchel y dosraniad Fermi-Dirac ecwilibriwm o uwchben y potensial cemegol ecwilibriwm, sy'n esbonio'n rhannol y newid yn arwydd y signal pwmp-prob yng nghromlin 2 o Ffig. 3. Byddwn yn dangos isod fod yr effaith hon yn cael ei gwella ymhellach gan golled dros dro electronau yn y band π.
Cefnogir y senario hwn gan signal net y pwmp-prob o'r band falens WS2 yng nghromlin 4 o Ffig. 3. Cafwyd y data hyn trwy integreiddio'r cyfrifon dros yr arwynebedd a roddir gan y blwch du yn Ffig. 1B sy'n dal yr electronau a allyrrir yn ffotogol o'r band falens ym mhob oedi pwmp-prob. O fewn y bariau gwall arbrofol, nid ydym yn dod o hyd i unrhyw arwydd o bresenoldeb tyllau ym mand falens WS2 ar gyfer unrhyw oedi pwmp-prob. Mae hyn yn dangos, ar ôl ffotogyffro, bod y tyllau hyn yn cael eu hail-lenwi'n gyflym ar raddfa amser fyrrach o'i gymharu â'n datrysiad amserol.
I ddarparu prawf terfynol ar gyfer ein damcaniaeth o wahanu gwefr uwchgyflym yn heterostrwythur WS2/graffen, rydym yn pennu nifer y tyllau a drosglwyddwyd i'r haen graffen fel y disgrifir yn fanwl yn y Deunyddiau Atodol. Yn gryno, gosodwyd dosbarthiad electronig dros dro'r band π gyda dosbarthiad Fermi-Dirac. Yna cyfrifwyd nifer y tyllau o'r gwerthoedd canlyniadol ar gyfer y potensial cemegol dros dro a'r tymheredd electronig. Dangosir y canlyniad yn Ffig. 4. Rydym yn canfod bod cyfanswm o ∼5 × 1012 twll/cm2 yn cael eu trosglwyddo o WS2 i graffen gydag oes esbonyddol o 1.5 ± 0.2 ps.
Newid nifer y tyllau yn y band π fel swyddogaeth o oedi pwmp-prob ynghyd â ffit esbonyddol yn cynhyrchu oes o 1.5 ± 0.2 ps.
O'r canfyddiadau yn Ffigau 2 i 4, mae'r darlun microsgopig canlynol ar gyfer y trosglwyddiad gwefr cyflym iawn yn heterostrwythur WS2/graffen yn dod i'r amlwg (Ffig. 5). Mae ffotogyffroi'r heterostrwythur WS2/graffen ar 2 eV yn dominyddu'r A-exciton yn WS2 (Ffig. 5A). Mae cyffroadau electronig ychwanegol ar draws y pwynt Dirac mewn graffen yn ogystal â rhwng bandiau WS2 a graffen yn bosibl yn egnïol ond yn sylweddol llai effeithlon. Mae'r tyllau ffotogyffroedig ym mand falens WS2 yn cael eu hail-lenwi gan electronau sy'n tarddu o fand π y graffen ar raddfa amser fyrrach o'i gymharu â'n datrysiad amserol (Ffig. 5A). Mae gan yr electronau ffotogyffroedig ym mand dargludiad WS2 oes o tua 1 ps (Ffig. 5B). Fodd bynnag, mae'n cymryd tua 2 ps i ail-lenwi'r tyllau ym mand π y graffen (Ffig. 5B). Mae hyn yn dangos, ar wahân i drosglwyddo electronau'n uniongyrchol rhwng band dargludiad WS2 a band π y graffen, bod angen ystyried llwybrau ymlacio ychwanegol—o bosibl trwy gyflyrau diffyg (26)—er mwyn deall y deinameg lawn.
(A) Ffotogyffroi wrth gyseiniant i'r WS2 Mae A-exciton ar 2 eV yn chwistrellu electronau i fand dargludiad WS2. Mae'r tyllau cyfatebol ym mand falens WS2 yn cael eu hail-lenwi ar unwaith gan electronau o fand-π y graffen. (B) Mae gan y cludwyr ffotogyffroi ym mand dargludiad WS2 oes o tua 1 ps. Mae'r tyllau ym mand-π y graffen yn byw am tua 2 ps, sy'n dangos pwysigrwydd sianeli gwasgaru ychwanegol a nodir gan saethau toredig. Mae llinellau du toredig yn (A) a (B) yn dangos sifftiau band a newidiadau mewn potensial cemegol. (C) Yn y cyflwr dros dro, mae'r haen WS2 wedi'i gwefru'n negyddol tra bod yr haen graffen wedi'i gwefru'n bositif. Ar gyfer cyffroi dethol-sbin gyda golau wedi'i bolareiddio'n gylchol, disgwylir i'r electronau ffotogyffroi yn WS2 a'r tyllau cyfatebol mewn graffen ddangos polareiddio sbin gyferbyn.
Yn y cyflwr dros dro, mae'r electronau a gyffrowyd gan ffotogyffrwyth yn byw ym mand dargludiad WS2 tra bod y tyllau a gyffrowyd gan ffotogyffrwyth wedi'u lleoli ym mand-π graffen (Ffig. 5C). Mae hyn yn golygu bod yr haen WS2 wedi'i gwefru'n negyddol a bod yr haen graffen wedi'i gwefru'n bositif. Mae hyn yn cyfrif am y sifftiau brig dros dro (Ffig. 2), anghymesuredd signal pwmp-prob y graffen (cromliniau 2 a 3 o Ffig. 3), absenoldeb tyllau ym mand falens WS2 (cromlin 4 Ffig. 3), yn ogystal â'r tyllau ychwanegol ym mand-π y graffen (Ffig. 4). Oes y cyflwr gwahanedig hwn rhwng gwefr yw tua 1 ps (cromlin 1 Ffig. 3).
Mae cyflyrau dros dro tebyg wedi'u gwahanu gan wefr wedi'u harsylwi mewn heterostrwythurau van der Waals cysylltiedig wedi'u gwneud o ddau led-ddargludydd bwlch uniongyrchol gydag aliniad band math II a bwlch band croeslin (27–32). Ar ôl ffotogyffroi, canfuwyd bod yr electronau a'r tyllau'n symud yn gyflym i waelod y band dargludiad ac i ben y band falens, yn y drefn honno, sydd wedi'u lleoli mewn gwahanol haenau o'r heterostrwythur (27–32).
Yng nghyd-destun ein heterostrwythur WS2/graffen, y lleoliad mwyaf ffafriol o ran egnïaeth ar gyfer electronau a thyllau yw ar lefel Fermi yn yr haen graffen fetelaidd. Felly, byddai rhywun yn disgwyl i electronau a thyllau drosglwyddo'n gyflym i'r band π graffen. Fodd bynnag, mae ein mesuriadau'n dangos yn glir bod trosglwyddo twll (<200 fs) yn llawer mwy effeithlon na throsglwyddo electronau (∼1 ps). Rydym yn priodoli hyn i'r aliniad egnïol cymharol rhwng y bandiau WS2 a graffen fel y datgelir yn Ffig. 1A sy'n cynnig nifer fwy o gyflyrau terfynol sydd ar gael ar gyfer trosglwyddo twll o'i gymharu â throsglwyddo electronau fel y rhagwelwyd yn ddiweddar gan (14, 15). Yn yr achos presennol, gan dybio bwlch band WS2 o ∼2 eV, mae pwynt Dirac y graffen a'r potensial cemegol ecwilibriwm wedi'u lleoli ∼0.5 a ∼0.2 eV uwchlaw canol y bwlch band WS2, yn y drefn honno, gan dorri cymesuredd electron-twll. Rydym yn canfod bod nifer y cyflyrau terfynol sydd ar gael ar gyfer trosglwyddo twll tua 6 gwaith yn fwy nag ar gyfer trosglwyddo electronau (gweler y Deunyddiau Atodol), a dyna pam y disgwylir i drosglwyddo twll fod yn gyflymach na throsglwyddo electronau.
Fodd bynnag, dylai darlun microsgopig cyflawn o'r trosglwyddiad gwefr anghymesur cyflym iawn a welwyd hefyd ystyried y gorgyffwrdd rhwng yr orbitalau sy'n ffurfio'r ffwythiant tonnau A-exciton yn WS2 a'r band π graffen, yn y drefn honno, gwahanol sianeli gwasgaru electron-electron ac electron-ffonon gan gynnwys y cyfyngiadau a osodir gan fomentwm, egni, sbin, a chadwraeth ffug-sbin, dylanwad osgiliadau plasma (33), yn ogystal â rôl cyffroi dadleoliadol posibl o osgiliadau ffonon cydlynol a allai gyfryngu'r trosglwyddiad gwefr (34, 35). Hefyd, gellid dyfalu a yw'r cyflwr trosglwyddo gwefr a welwyd yn cynnwys excitonau trosglwyddo gwefr neu barau electron-twll rhydd (gweler y Deunyddiau Atodol). Mae angen ymchwiliadau damcaniaethol pellach sy'n mynd y tu hwnt i gwmpas y papur presennol i egluro'r materion hyn.
I grynhoi, rydym wedi defnyddio tr-ARPES i astudio trosglwyddo gwefr rhynghaen cyflym iawn mewn heterostrwythur epitacsial WS2/graffen. Fe wnaethom ganfod, pan gânt eu cyffroi ar gyseiniant i'r A-exciton o WS2 ar 2 eV, bod y tyllau a ffotogyffrowyd yn trosglwyddo'n gyflym i'r haen graffen tra bod yr electronau a ffotogyffrowyd yn aros yn yr haen WS2. Fe wnaethom briodoli hyn i'r ffaith bod nifer y cyflyrau terfynol sydd ar gael ar gyfer trosglwyddo tyllau yn fwy nag ar gyfer trosglwyddo electronau. Canfuwyd bod oes y cyflwr dros dro wedi'i wahanu gan wefr tua 1 ps. Ar y cyd â chyffroi optegol dethol sbin gan ddefnyddio golau wedi'i bolareiddio'n gylchol (22–25), gallai'r trosglwyddiad gwefr cyflym iawn a welwyd fod yng nghwmni trosglwyddo sbin. Yn yr achos hwn, gellid defnyddio'r heterostrwythur WS2/graffen a ymchwiliwyd iddo ar gyfer chwistrelliad sbin optegol effeithlon i graffen gan arwain at ddyfeisiau optosbintronig newydd.
Tyfwyd y samplau graffen ar wafferi lled-ddargludol masnachol 6H-SiC(0001) gan SiCrystal GmbH. Roedd y wafferi wedi'u dopio ag N ar yr echelin gyda chamdoriad islaw 0.5°. Cafodd y swbstrad SiC ei ysgythru â hydrogen i gael gwared ar grafiadau a chael terasau gwastad rheolaidd. Yna cafodd yr wyneb glân ac atomig wastad â therfyn Si ei graffiteiddio trwy anelio'r sampl mewn awyrgylch Ar ar 1300°C am 8 munud (36). Fel hyn, cawsom un haen garbon lle roedd pob trydydd atom carbon yn ffurfio bond cofalent i'r swbstrad Si (37). Yna trowyd yr haen hon yn graffen cwasi annibynnol wedi'i dopio â thwll wedi'i hybridio'n llwyr â sp2 trwy ryngosod hydrogen (38). Cyfeirir at y samplau hyn fel graffen/H-SiC(0001). Cynhaliwyd y broses gyfan mewn siambr dyfu Black Magic fasnachol gan Aixtron. Cynhaliwyd twf WS2 mewn adweithydd wal boeth safonol trwy ddyddodiad anwedd cemegol pwysedd isel (39, 40) gan ddefnyddio powdrau WO3 ac S gyda chymhareb màs o 1:100 fel rhagflaenwyr. Cadwyd y powdrau WO3 ac S ar 900 a 200°C, yn y drefn honno. Gosodwyd y powdr WO3 yn agos at y swbstrad. Defnyddiwyd argon fel nwy cludwr gyda llif o 8 sccm. Cadwyd y pwysau yn yr adweithydd ar 0.5 mbar. Nodweddwyd y samplau gyda microsgopeg electron eilaidd, microsgopeg grym atomig, Raman, a sbectrosgopeg ffotoluminescence, yn ogystal â diffractiad electron ynni isel. Datgelodd y mesuriadau hyn ddau barth crisialog sengl WS2 gwahanol lle mae naill ai'r cyfeiriad ΓK neu'r cyfeiriad ΓK' wedi'i alinio â chyfeiriad ΓK yr haen graffen. Roedd hyd ochrau'r parthau yn amrywio rhwng 300 a 700 nm, ac amcangyfrifwyd cyfanswm y gorchudd WS2 i tua 40%, sy'n addas ar gyfer y dadansoddiad ARPES.
Perfformiwyd yr arbrofion ARPES statig gyda dadansoddwr hemisfferig (SPECS PHOIBOS 150) gan ddefnyddio system ddyfais-synhwyrydd cyplu gwefr ar gyfer canfod ynni a momentwm electronau mewn dau ddimensiwn. Defnyddiwyd ymbelydredd He Iα monocromatig, heb ei bolaru (21.2 eV) o ffynhonnell rhyddhau He fflwcs uchel (VG Scienta VUV5000) ar gyfer yr holl arbrofion ffoto-allyriadau. Roedd yr ynni a'r datrysiad onglog yn ein harbrofion yn well na 30 meV a 0.3° (sy'n cyfateb i 0.01 Å−1), yn y drefn honno. Cynhaliwyd yr holl arbrofion ar dymheredd ystafell. Mae ARPES yn dechneg hynod sensitif i arwyneb. I ddiarddel ffotoelectronau o'r haen WS2 a'r haen graffen, defnyddiwyd samplau â gorchudd WS2 anghyflawn o tua 40%.
Roedd y gosodiad tr-ARPES yn seiliedig ar fwyhadur Titaniwm:Saffir 1-kHz (Coherent Legend Elite Duo). Defnyddiwyd 2 mJ o bŵer allbwn ar gyfer cynhyrchu harmonigau uchel mewn argon. Pasiodd y golau uwchfioled eithafol canlyniadol trwy fonocromatwr grating gan gynhyrchu pylsau stiliwr 100-fs ar egni ffoton 26-eV. Anfonwyd 8mJ o bŵer allbwn mwyhadur i fwyhadur parametrig optegol (HE-TOPAS o Light Conversion). Dyblwyd amledd y trawst signal ar egni ffoton 1-eV mewn grisial beta bariwm borad i gael y pylsau pwmp 2-eV. Perfformiwyd y mesuriadau tr-ARPES gyda dadansoddwr hemisfferig (SPECS PHOIBOS 100). Roedd yr egni cyffredinol a'r datrysiad amserol yn 240 meV a 200 fs, yn y drefn honno.
Mae deunydd atodol ar gyfer yr erthygl hon ar gael yn http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/20/eaay0761/DC1
Mae hon yn erthygl mynediad agored a ddosberthir o dan delerau'r drwydded Creative Commons Attribution-NonCommercial, sy'n caniatáu defnyddio, dosbarthu ac atgynhyrchu mewn unrhyw gyfrwng, cyn belled nad yw'r defnydd canlyniadol er mantais fasnachol a chyn belled â bod y gwaith gwreiddiol wedi'i ddyfynnu'n briodol.
NODYN: Dim ond er mwyn i'r person rydych chi'n argymell y dudalen iddo wybod eich bod chi eisiau iddyn nhw ei gweld, ac nad post sothach ydyw, rydyn ni'n gofyn am eich cyfeiriad e-bost. Nid ydym yn casglu unrhyw gyfeiriad e-bost.
Mae'r cwestiwn hwn ar gyfer profi a ydych chi'n ymwelydd dynol ai peidio ac i atal cyflwyniadau sbam awtomataidd.
Gan Sven Aeschlimann, Antonio Rossi, Mariana Chávez-Cervantes, Razvan Krause, Benito Arnoldi, Benjamin Stadtmüller, Martin Aeschlimann, Stiven Forti, Filippo Fabbri, Camilla Coletti, Isabella Gierz
Rydym yn datgelu gwahanu gwefr cyflym iawn mewn heterostrwythur WS2/graffen a allai alluogi chwistrelliad sbin optegol i graffen.
Gan Sven Aeschlimann, Antonio Rossi, Mariana Chávez-Cervantes, Razvan Krause, Benito Arnoldi, Benjamin Stadtmüller, Martin Aeschlimann, Stiven Forti, Filippo Fabbri, Camilla Coletti, Isabella Gierz
Rydym yn datgelu gwahanu gwefr cyflym iawn mewn heterostrwythur WS2/graffen a allai alluogi chwistrelliad sbin optegol i graffen.
© 2020 Cymdeithas America er Hyrwyddo Gwyddoniaeth. Cedwir pob hawl. Mae AAAS yn bartner i HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef a COUNTER.Science Advances ISSN 2375-2548.
Amser postio: Mai-25-2020