ພວກເຮົາໃຊ້ການວິເຄາະການຖ່າຍໂອນປະຈຸໄຟຟ້າດ້ວຍແສງທີ່ມີຄວາມລະອຽດຕາມເວລາ ແລະ ມຸມ (tr-ARPES) ເພື່ອສືບສວນການໂອນປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ໄວຫຼາຍໃນໂຄງສ້າງ heterostructure epitaxial ທີ່ເຮັດດ້ວຍຊັ້ນດຽວ WS2 ແລະ graphene. ໂຄງສ້າງ heterostructure ນີ້ລວມເອົາຜົນປະໂຫຍດຂອງເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ມີຊ່ອງຫວ່າງໂດຍກົງກັບການຈັບຄູ່ spin-orbit ທີ່ເຂັ້ມແຂງ ແລະ ການພົວພັນລະຫວ່າງສານແສງທີ່ເຂັ້ມແຂງກັບສານເຄິ່ງໂລຫະທີ່ມີຕົວນຳທີ່ບໍ່ມີມວນສານທີ່ມີການເຄື່ອນທີ່ສູງຫຼາຍ ແລະ ອາຍຸການໝູນທີ່ຍາວນານ. ພວກເຮົາພົບວ່າ, ຫຼັງຈາກການຊຸກຍູ້ດ້ວຍແສງທີ່ສະທ້ອນກັບ A-exciton ໃນ WS2, ຮູທີ່ຖືກກະຕຸ້ນດ້ວຍແສງຈະໂອນເຂົ້າໄປໃນຊັ້ນ graphene ຢ່າງໄວວາ ໃນຂະນະທີ່ເອເລັກຕຣອນທີ່ຖືກກະຕຸ້ນດ້ວຍແສງຍັງຄົງຢູ່ໃນຊັ້ນ WS2. ສະຖານະຊົ່ວຄາວທີ່ແຍກປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ໄດ້ຮັບພົບວ່າມີອາຍຸການໃຊ້ງານປະມານ 1 ps. ພວກເຮົາຖືວ່າການຄົ້ນພົບຂອງພວກເຮົາເປັນຄວາມແຕກຕ່າງໃນຊ່ອງວ່າງຂອງການກະແຈກກະຈາຍທີ່ເກີດຈາກການຈັດລຽງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຂອງແຖບ WS2 ແລະ graphene ດັ່ງທີ່ເປີດເຜີຍໂດຍ ARPES ຄວາມລະອຽດສູງ. ໂດຍສົມທົບກັບການກະຕຸ້ນດ້ວຍແສງທີ່ເລືອກໝຸນ, ໂຄງສ້າງ heterostructure WS2/graphene ທີ່ຖືກສືບສວນອາດຈະສະໜອງເວທີສຳລັບການສີດສະປິນດ້ວຍແສງທີ່ມີປະສິດທິພາບເຂົ້າໄປໃນ graphene.
ການມີຢູ່ຂອງວັດສະດຸສອງມິຕິທີ່ແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍຊະນິດໄດ້ເປີດໂອກາດໃຫ້ສ້າງໂຄງສ້າງ heterostructures ທີ່ບາງໆແບບໃໝ່ພ້ອມດ້ວຍໜ້າທີ່ໃໝ່ທັງໝົດໂດຍອີງໃສ່ການກວດສອບ dielectric ທີ່ເໝາະສົມ ແລະ ຜົນກະທົບທີ່ເກີດຈາກຄວາມໃກ້ຄຽງຕ່າງໆ (1–3). ອຸປະກອນພິສູດຫຼັກການສຳລັບການນຳໃຊ້ໃນອະນາຄົດໃນຂົງເຂດເອເລັກໂຕຣນິກ ແລະ ອອບໂຕເອເລັກໂຕຣນິກໄດ້ຖືກຮັບຮູ້ແລ້ວ (4–6).
ໃນທີ່ນີ້, ພວກເຮົາສຸມໃສ່ໂຄງສ້າງ heterostructures epitaxial van der Waals ທີ່ປະກອບດ້ວຍ monolayer WS2, ເປັນ semiconductor ທີ່ມີຊ່ອງຫວ່າງໂດຍກົງທີ່ມີການເຊື່ອມຕໍ່ spin-orbit ທີ່ເຂັ້ມແຂງ ແລະ ການແຍກ spin ຂະໜາດໃຫຍ່ຂອງໂຄງສ້າງແຖບເນື່ອງຈາກຄວາມສົມມາດ inversion ທີ່ແຕກຫັກ (7), ແລະ graphene monolayer, ເປັນ semimetal ທີ່ມີໂຄງສ້າງແຖບຮູບຈວຍ ແລະ ການເຄື່ອນທີ່ຂອງຕົວນຳທີ່ສູງຫຼາຍ (8), ປູກຢູ່ເທິງ SiC(0001) ທີ່ມີ hydrogen-terminated. ຕົວຊີ້ບອກທຳອິດສຳລັບການໂອນປະຈຸໄຟຟ້າໄວຫຼາຍ (9–15) ແລະ ຜົນກະທົບການເຊື່ອມຕໍ່ spin-orbit ທີ່ເກີດຈາກຄວາມໃກ້ຄຽງ (16–18) ເຮັດໃຫ້ WS2/graphene ແລະ heterostructures ທີ່ຄ້າຍຄືກັນເປັນຕົວເລືອກທີ່ມີຄວາມຫວັງສຳລັບການນຳໃຊ້ optoelectronic (19) ແລະ optospintronic (20) ໃນອະນາຄົດ.
ພວກເຮົາອອກເດີນທາງເພື່ອເປີດເຜີຍເສັ້ນທາງການຜ່ອນຄາຍຂອງຄູ່ຮູເອເລັກຕຣອນທີ່ສ້າງຂຶ້ນດ້ວຍແສງໃນ WS2/graphene ດ້ວຍການວິເຄາະແສງທີ່ມີຄວາມລະອຽດຂອງເວລາ ແລະ ມຸມ (tr-ARPES). ສຳລັບຈຸດປະສົງນັ້ນ, ພວກເຮົາກະຕຸ້ນໂຄງສ້າງ hetero ດ້ວຍກຳມະຈອນປັ໊ມ 2-eV ທີ່ສະທ້ອນກັບ A-exciton ໃນ WS2 (21, 12) ແລະ ປ່ອຍໂຟໂຕເອເລັກຕຣອນອອກດ້ວຍກຳມະຈອນໂພຣບທີ່ຊັກຊ້າເວລາຄັ້ງທີສອງທີ່ພະລັງງານໂຟຕອນ 26-eV. ພວກເຮົາກຳນົດພະລັງງານຈົນ ແລະ ມຸມການປ່ອຍຂອງໂຟໂຕເອເລັກຕຣອນດ້ວຍເຄື່ອງວິເຄາະເຄິ່ງວົງມົນເປັນໜ້າທີ່ຂອງການຊັກຊ້າຂອງປັ໊ມ-ໂພຣບເພື່ອເຂົ້າເຖິງການເຄື່ອນໄຫວຂອງໂມເມນຕຳ, ພະລັງງານ, ແລະ ເວລາທີ່ແກ້ໄຂໄດ້. ຄວາມລະອຽດຂອງພະລັງງານ ແລະ ເວລາແມ່ນ 240 meV ແລະ 200 fs, ຕາມລຳດັບ.
ຜົນໄດ້ຮັບຂອງພວກເຮົາສະໜອງຫຼັກຖານໂດຍກົງສຳລັບການຖ່າຍໂອນປະຈຸໄຟຟ້າໄວຫຼາຍລະຫວ່າງຊັ້ນທີ່ຈັດລຽງຕາມ epitaxially, ຢືນຢັນຕົວຊີ້ບອກທຳອິດໂດຍອີງໃສ່ເຕັກນິກທາງແສງທັງໝົດໃນໂຄງສ້າງ hetero ທີ່ປະກອບດ້ວຍຕົນເອງທີ່ຄ້າຍຄືກັນດ້ວຍການຈັດວາງ azimuthal ແບບບໍ່ສະເໝີພາບຂອງຊັ້ນຕ່າງໆ (9–15). ນອກຈາກນັ້ນ, ພວກເຮົາສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການໂອນປະຈຸໄຟຟ້ານີ້ແມ່ນບໍ່ສະເໝີພາບສູງ. ການວັດແທກຂອງພວກເຮົາເປີດເຜີຍສະຖານະຊົ່ວຄາວທີ່ແຍກອອກຈາກປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ບໍ່ເຄີຍສັງເກດເຫັນມາກ່ອນດ້ວຍເອເລັກຕຣອນ ແລະ ຮູທີ່ຖືກກະຕຸ້ນດ້ວຍແສງທີ່ຕັ້ງຢູ່ໃນຊັ້ນ WS2 ແລະ graphene ຕາມລຳດັບ, ເຊິ່ງມີອາຍຸປະມານ 1 ps. ພວກເຮົາຕີຄວາມການຄົ້ນພົບຂອງພວກເຮົາໃນແງ່ຂອງຄວາມແຕກຕ່າງໃນພື້ນທີ່ໄລຍະກະແຈກກະຈາຍສຳລັບການຖ່າຍໂອນເອເລັກຕຣອນ ແລະ ຮູທີ່ເກີດຈາກການຈັດລຽງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຂອງແຖບ WS2 ແລະ graphene ຕາມທີ່ເປີດເຜີຍໂດຍ ARPES ຄວາມລະອຽດສູງ. ລວມກັບການກະຕຸ້ນທາງແສງແບບເລືອກເຟັ້ນ ແລະ ຮ່ອມພູ (22–25) ໂຄງສ້າງ heterostructures WS2/graphene ອາດຈະສະໜອງເວທີໃໝ່ສຳລັບການສີດສະປິນທາງແສງແບບໄວຫຼາຍທີ່ມີປະສິດທິພາບເຂົ້າໄປໃນ graphene.
ຮູບທີ 1A ສະແດງໃຫ້ເຫັນການວັດແທກ ARPES ຄວາມລະອຽດສູງທີ່ໄດ້ຮັບດ້ວຍໂຄມໄຟຮີລຽມຂອງໂຄງສ້າງແຖບຕາມທິດທາງ ΓK ຂອງໂຄງສ້າງ heterostructure epitaxial WS2/graphene. ໂຄນ Dirac ຖືກພົບເຫັນວ່າມີຮູທີ່ມີຈຸດ Dirac ຕັ້ງຢູ່ປະມານ 0.3 eV ຂ້າງເທິງທ່າແຮງທາງເຄມີທີ່ສົມດຸນ. ສ່ວນເທິງຂອງແຖບ valence WS2 ແບບ spin-split ພົບວ່າຢູ່ປະມານ 1.2 eV ຕ່ຳກວ່າທ່າແຮງທາງເຄມີທີ່ສົມດຸນ.
(ກ) ກະແສໄຟຟ້າໂຟໂຕສະເຕຣດທີ່ສົມດຸນວັດແທກຕາມທິດທາງ ΓK ດ້ວຍໂຄມໄຟຮີລຽມທີ່ບໍ່ມີຂົ້ວ. (ຂ) ກະແສໄຟຟ້າໂຟໂຕສະເຕຣດສຳລັບການຊັກຊ້າຂອງໂພຣບປັ໊ມລົບທີ່ວັດແທກດ້ວຍກຳມະຈອນອັລຕຣາໄວໂອເລັດຮຸນແຮງທີ່ມີຂົ້ວ p ທີ່ພະລັງງານໂຟຕອນ 26-eV. ເສັ້ນສີເທົາ ແລະ ສີແດງປະໝາຍຕຳແໜ່ງຂອງໂປຣໄຟລ໌ເສັ້ນທີ່ໃຊ້ເພື່ອສະກັດຕຳແໜ່ງຈຸດສູງສຸດຊົ່ວຄາວໃນຮູບທີ 2. (ຄ) ການປ່ຽນແປງທີ່ເກີດຈາກປັ໊ມຂອງກະແສໄຟຟ້າໂຟໂຕສະເຕຣດ 200 fs ຫຼັງຈາກການໂຟໂຕສະເຕຣດທີ່ພະລັງງານໂຟຕອນຂອງປັ໊ມ 2 eV ດ້ວຍຄວາມໄຫຼຂອງປັ໊ມ 2 mJ/cm2. ການໄດ້ຮັບ ແລະ ການສູນເສຍໂຟໂຕເອເລັກຕຣອນສະແດງເປັນສີແດງ ແລະ ສີຟ້າຕາມລຳດັບ. ກ່ອງສະແດງເຖິງພື້ນທີ່ຂອງການລວມຕົວສຳລັບຮ່ອງຮອຍຂອງໂພຣບປັ໊ມທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 3.
ຮູບທີ 1B ສະແດງໃຫ້ເຫັນພາບຖ່າຍ tr-ARPES ຂອງໂຄງສ້າງແຖບໃກ້ກັບ WS2 ແລະຈຸດ K ຂອງ graphene ທີ່ວັດແທກດ້ວຍກຳມະຈອນ ultraviolet ສູງສຸດ 100-fs ທີ່ພະລັງງານໂຟຕອນ 26-eV ທີ່ຄວາມຊັກຊ້າຂອງ pump-probe ທີ່ເປັນລົບກ່ອນການມາຮອດຂອງກຳມະຈອນ pump. ໃນທີ່ນີ້, ການແບ່ງສະປິນບໍ່ໄດ້ຮັບການແກ້ໄຂເນື່ອງຈາກການເສື່ອມສະພາບຂອງຕົວຢ່າງ ແລະ ການມີກຳມະຈອນ pump 2-eV ທີ່ເຮັດໃຫ້ລັກສະນະຂອງ spectral ກວ້າງຂຶ້ນ. ຮູບທີ 1C ສະແດງໃຫ້ເຫັນການປ່ຽນແປງຂອງກະແສໄຟຟ້າ photocurrent ທີ່ເກີດຈາກ pump ທຽບກັບຮູບທີ 1B ທີ່ຄວາມຊັກຊ້າຂອງ pump-probe 200 fs ບ່ອນທີ່ສັນຍານຂອງ pump-probe ບັນລຸຈຸດສູງສຸດ. ສີແດງ ແລະ ສີຟ້າສະແດງເຖິງການໄດ້ຮັບ ແລະ ການສູນເສຍຂອງໂຟໂຕອີເລັກຕຣອນຕາມລໍາດັບ.
ເພື່ອວິເຄາະການເຄື່ອນໄຫວທີ່ອຸດົມສົມບູນນີ້ໃຫ້ລະອຽດກວ່ານີ້, ກ່ອນອື່ນໝົດພວກເຮົາກຳນົດຕຳແໜ່ງຈຸດສູງສຸດຊົ່ວຄາວຂອງແຖບວາເລນສ໌ WS2 ແລະແຖບ π ຂອງກຣາຟີນຕາມເສັ້ນປະໃນຮູບທີ 1B ດັ່ງທີ່ໄດ້ອະທິບາຍລະອຽດໃນເອກະສານເສີມ. ພວກເຮົາພົບວ່າແຖບວາເລນສ໌ WS2 ປ່ຽນຂຶ້ນ 90 meV (ຮູບທີ 2A) ແລະແຖບ π ຂອງກຣາຟີນປ່ຽນລົງ 50 meV (ຮູບທີ 2B). ອາຍຸການໃຊ້ງານແບບເອັກໂປເນນຊຽລຂອງການປ່ຽນແປງເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນ 1.2 ± 0.1 ps ສຳລັບແຖບວາເລນສ໌ຂອງ WS2 ແລະ 1.7 ± 0.3 ps ສຳລັບແຖບ π ຂອງກຣາຟີນ. ການປ່ຽນແປງຈຸດສູງສຸດເຫຼົ່ານີ້ໃຫ້ຫຼັກຖານທຳອິດຂອງການສາກໄຟຊົ່ວຄາວຂອງສອງຊັ້ນ, ບ່ອນທີ່ປະຈຸບວກ (ລົບ) ເພີ່ມເຕີມເພີ່ມ (ຫຼຸດ) ພະລັງງານຜູກມັດຂອງສະຖານະເອເລັກໂຕຣນິກ. ໃຫ້ສັງເກດວ່າການປ່ຽນແປງຂອງແຖບວາເລນສ໌ WS2 ແມ່ນຮັບຜິດຊອບຕໍ່ສັນຍານປ້ຳ-ໂພຣບທີ່ໂດດເດັ່ນໃນພື້ນທີ່ທີ່ໝາຍໂດຍກ່ອງດຳໃນຮູບທີ 1C.
ການປ່ຽນແປງຕຳແໜ່ງສູງສຸດຂອງແຖບວາເລນສ໌ WS2 (A) ແລະແຖບ π ຂອງກຣາຟີນ (B) ເປັນໜ້າທີ່ຂອງການຊັກຊ້າຂອງປ້ຳ-ໂພຣບພ້ອມກັບການປັບຕົວແບບເອັກໂປເນນຊຽລ (ເສັ້ນໜາ). ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງການປ່ຽນ WS2 ໃນ (A) ແມ່ນ 1.2 ± 0.1 ps. ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງການປ່ຽນກຣາຟີນໃນ (B) ແມ່ນ 1.7 ± 0.3 ps.
ຕໍ່ໄປ, ພວກເຮົາລວມສັນຍານຂອງປັ໊ມ-ໂພຣບຜ່ານພື້ນທີ່ທີ່ຊີ້ບອກໂດຍກ່ອງສີໃນຮູບທີ 1C ແລະວາງແຜນຈຳນວນທີ່ໄດ້ຮັບເປັນຟັງຊັນຂອງຄວາມຊັກຊ້າຂອງປັ໊ມ-ໂພຣບໃນຮູບທີ 3. ເສັ້ນໂຄ້ງທີ 1 ໃນຮູບທີ 3 ສະແດງໃຫ້ເຫັນການເຄື່ອນໄຫວຂອງຕົວນຳທີ່ມີການກະຕຸ້ນແສງຢູ່ໃກ້ກັບດ້ານລຸ່ມຂອງແຖບການນຳໄຟຟ້າຂອງຊັ້ນ WS2 ດ້ວຍອາຍຸການໃຊ້ງານ 1.1 ± 0.1 ps ທີ່ໄດ້ມາຈາກການປັບຕົວແບບເອັກໂປເນນຊຽລກັບຂໍ້ມູນ (ເບິ່ງເອກະສານເສີມ).
ຮ່ອງຮອຍຂອງໂພຣບປັ໊ມເປັນຟັງຊັນຂອງການຊັກຊ້າທີ່ໄດ້ຮັບໂດຍການລວມກະແສໄຟຟ້າແສງຜ່ານພື້ນທີ່ທີ່ຊີ້ບອກໂດຍກ່ອງໃນຮູບທີ 1C. ເສັ້ນໜາແມ່ນຄວາມເໝາະສົມກັບຂໍ້ມູນແບບ exponential. ເສັ້ນໂຄ້ງ (1) ກຸ່ມພາຫະນະຊົ່ວຄາວໃນແຖບການນຳໄຟຟ້າຂອງ WS2. ເສັ້ນໂຄ້ງ (2) ສັນຍານໂພຣບປັ໊ມຂອງແຖບ π ຂອງ graphene ທີ່ຢູ່ເໜືອທ່າແຮງທາງເຄມີທີ່ສົມດຸນ. ເສັ້ນໂຄ້ງ (3) ສັນຍານໂພຣບປັ໊ມຂອງແຖບ π ຂອງ graphene ທີ່ຢູ່ຕ່ຳກວ່າທ່າແຮງທາງເຄມີທີ່ສົມດຸນ. ເສັ້ນໂຄ້ງ (4) ສັນຍານໂພຣບປັ໊ມສຸດທິໃນແຖບ valence ຂອງ WS2. ອາຍຸການໃຊ້ງານພົບວ່າເປັນ 1.2 ± 0.1 ps ໃນ (1), 180 ± 20 fs (gain) ແລະ ~2 ps (loss) ໃນ (2), ແລະ 1.8 ± 0.2 ps ໃນ (3).
ໃນເສັ້ນໂຄ້ງ 2 ແລະ 3 ຂອງຮູບທີ 3, ພວກເຮົາສະແດງສັນຍານ pump-probe ຂອງ graphene π-band. ພວກເຮົາພົບວ່າການເພີ່ມຂອງເອເລັກຕຣອນທີ່ສູງກວ່າທ່າແຮງເຄມີທີ່ສົມດຸນ (ເສັ້ນໂຄ້ງ 2 ໃນຮູບທີ 3) ມີອາຍຸການໃຊ້ງານສັ້ນກວ່າຫຼາຍ (180 ± 20 fs) ເມື່ອທຽບກັບການສູນເສຍຂອງເອເລັກຕຣອນທີ່ຕໍ່າກວ່າທ່າແຮງເຄມີທີ່ສົມດຸນ (1.8 ± 0.2 ps ໃນເສັ້ນໂຄ້ງ 3 ຮູບທີ 3). ນອກຈາກນັ້ນ, ການເພີ່ມເບື້ອງຕົ້ນຂອງກະແສແສງໃນເສັ້ນໂຄ້ງ 2 ຂອງຮູບທີ 3 ພົບວ່າກາຍເປັນການສູນເສຍທີ່ t = 400 fs ດ້ວຍອາຍຸການໃຊ້ງານປະມານ 2 ps. ຄວາມບໍ່ສົມດຸນລະຫວ່າງການເພີ່ມ ແລະ ການສູນເສຍພົບວ່າບໍ່ມີຢູ່ໃນສັນຍານ pump-probe ຂອງ graphene ຊັ້ນດຽວທີ່ບໍ່ໄດ້ປົກປິດ (ເບິ່ງຮູບ S5 ໃນເອກະສານເສີມ), ຊີ້ບອກວ່າຄວາມບໍ່ສົມດຸນແມ່ນຜົນມາຈາກການເຊື່ອມຕໍ່ລະຫວ່າງຊັ້ນໃນໂຄງສ້າງ heterostructure WS2/graphene. ການສັງເກດການເພີ່ມຂຶ້ນໄລຍະສັ້ນ ແລະ ການສູນເສຍໄລຍະຍາວຂ້າງເທິງ ແລະ ລຸ່ມທ່າແຮງທາງເຄມີທີ່ສົມດຸນຕາມລຳດັບຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າເອເລັກຕຣອນຖືກກຳຈັດອອກຈາກຊັ້ນກຣາຟີນຢ່າງມີປະສິດທິພາບເມື່ອມີການກະຕຸ້ນດ້ວຍແສງຂອງໂຄງສ້າງເຮເຕໂຣ. ດັ່ງນັ້ນ, ຊັ້ນກຣາຟີນຈຶ່ງມີປະຈຸບວກ, ເຊິ່ງສອດຄ່ອງກັບການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງພະລັງງານຜູກມັດຂອງແຖບ π ທີ່ພົບໃນຮູບທີ 2B. ການປ່ຽນລົງຂອງແຖບ π ຈະກຳຈັດຫາງພະລັງງານສູງຂອງການແຈກຢາຍເຟີມີ-ດີແຣັກທີ່ສົມດຸນອອກຈາກຂ້າງເທິງທ່າແຮງທາງເຄມີທີ່ສົມດຸນ, ເຊິ່ງອະທິບາຍບາງສ່ວນກ່ຽວກັບການປ່ຽນແປງເຄື່ອງໝາຍຂອງສັນຍານປ້ຳ-ໂພຣບໃນເສັ້ນໂຄ້ງ 2 ຂອງຮູບທີ 3. ພວກເຮົາຈະສະແດງຢູ່ດ້ານລຸ່ມວ່າຜົນກະທົບນີ້ໄດ້ຮັບການເສີມຂະຫຍາຍຕື່ມອີກໂດຍການສູນເສຍຊົ່ວຄາວຂອງເອເລັກຕຣອນໃນແຖບ π.
ສະຖານະການນີ້ໄດ້ຮັບການສະໜັບສະໜູນຈາກສັນຍານສຸດທິຂອງປັ໊ມ-ໂພຣບຂອງແຖບວາເລນສ໌ WS2 ໃນເສັ້ນໂຄ້ງທີ 4 ຂອງຮູບທີ 3. ຂໍ້ມູນເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ມາຈາກການລວມຈຳນວນພື້ນທີ່ທີ່ກຳນົດໂດຍກ່ອງດຳໃນຮູບທີ 1B ທີ່ຈັບເອົາເອເລັກຕຣອນທີ່ຖືກໂຟໂຕສະເທືອນອອກມາຈາກແຖບວາເລນສ໌ທີ່ຄວາມຊັກຊ້າຂອງປັ໊ມ-ໂພຣບທັງໝົດ. ພາຍໃນແຖບຄວາມຜິດພາດຂອງການທົດລອງ, ພວກເຮົາບໍ່ພົບຕົວຊີ້ບອກເຖິງການມີຮູຢູ່ໃນແຖບວາເລນສ໌ຂອງ WS2 ສຳລັບການຊັກຊ້າຂອງປັ໊ມ-ໂພຣບໃດໆ. ນີ້ຊີ້ບອກວ່າ, ຫຼັງຈາກການໂຟໂຕສະເທືອນ, ຮູເຫຼົ່ານີ້ຈະຖືກເຕີມເຕັມຢ່າງໄວວາໃນລະດັບເວລາທີ່ສັ້ນເມື່ອທຽບກັບຄວາມລະອຽດທາງເວລາຂອງພວກເຮົາ.
ເພື່ອສະໜອງຫຼັກຖານສຸດທ້າຍສຳລັບສົມມຸດຕິຖານຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບການແຍກປະຈຸໄຟຟ້າໄວຫຼາຍໃນໂຄງສ້າງ heterostructure WS2/graphene, ພວກເຮົາກຳນົດຈຳນວນຮູທີ່ຖືກໂອນໄປຫາຊັ້ນ graphene ຕາມທີ່ໄດ້ອະທິບາຍລະອຽດໃນເອກະສານເສີມ. ໂດຍຫຍໍ້, ການແຈກຢາຍທາງອີເລັກໂທຣນິກຊົ່ວຄາວຂອງແຖບ π ໄດ້ຖືກຕິດຕັ້ງດ້ວຍການແຈກຢາຍ Fermi-Dirac. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຈຳນວນຮູໄດ້ຖືກຄິດໄລ່ຈາກຄ່າທີ່ໄດ້ຮັບສຳລັບທ່າແຮງທາງເຄມີຊົ່ວຄາວ ແລະ ອຸນຫະພູມອີເລັກໂທຣນິກ. ຜົນໄດ້ຮັບແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 4. ພວກເຮົາພົບວ່າຈຳນວນທັງໝົດປະມານ 5 × 1012 ຮູ/cm2 ຖືກໂອນຈາກ WS2 ໄປຫາ graphene ດ້ວຍອາຍຸການໃຊ້ງານແບບ exponential 1.5 ± 0.2 ps.
ການປ່ຽນແປງຂອງຈຳນວນຮູໃນແຖບ π ເປັນໜ້າທີ່ຂອງການຊັກຊ້າຂອງປັ໊ມ-ໂພຣບພ້ອມກັບການປັບຕົວແບບເອັກໂປເນນຊຽລ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ອາຍຸການໃຊ້ງານ 1.5 ± 0.2 ps.
ຈາກການຄົ້ນພົບໃນຮູບທີ 2 ຫາ 4, ຮູບພາບກ້ອງຈຸລະທັດຕໍ່ໄປນີ້ສຳລັບການຖ່າຍໂອນປະຈຸທີ່ໄວຫຼາຍໃນໂຄງສ້າງ WS2/graphene ໄດ້ປາກົດຂຶ້ນ (ຮູບທີ 5). ການກະຕຸ້ນດ້ວຍແສງຂອງໂຄງສ້າງ WS2/graphene ທີ່ 2 eV ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນເຮັດໃຫ້ A-exciton ໃນ WS2 ເຕັມໄປດ້ວຍ (ຮູບທີ 5A). ການກະຕຸ້ນເອເລັກໂຕຣນິກເພີ່ມເຕີມຜ່ານຈຸດ Dirac ໃນ graphene ເຊັ່ນດຽວກັນກັບລະຫວ່າງແຖບ WS2 ແລະ graphene ແມ່ນເປັນໄປໄດ້ທາງດ້ານພະລັງງານແຕ່ມີປະສິດທິພາບໜ້ອຍກວ່າຫຼາຍ. ຮູທີ່ຖືກກະຕຸ້ນດ້ວຍແສງໃນແຖບ valence ຂອງ WS2 ແມ່ນຖືກເຕີມເຕັມໂດຍເອເລັກຕຣອນທີ່ມາຈາກແຖບ π ຂອງ graphene ໃນລະດັບເວລາທີ່ສັ້ນກວ່າຄວາມລະອຽດທາງເວລາຂອງພວກເຮົາ (ຮູບທີ 5A). ເອເລັກຕຣອນທີ່ຖືກກະຕຸ້ນດ້ວຍແສງໃນແຖບການນຳຂອງ WS2 ມີອາຍຸການໃຊ້ງານປະມານ 1 ps (ຮູບທີ 5B). ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມັນຕ້ອງໃຊ້ເວລາປະມານ 2 ps ເພື່ອເຕີມເຕັມຮູໃນແຖບ π ຂອງ graphene (ຮູບທີ 5B). ນີ້ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າ, ນອກເໜືອໄປຈາກການໂອນເອເລັກຕຣອນໂດຍກົງລະຫວ່າງແຖບການນຳ WS2 ແລະແຖບ π ຂອງ graphene, ເສັ້ນທາງການຜ່ອນຄາຍເພີ່ມເຕີມ - ອາດຈະຜ່ານສະຖານະຂໍ້ບົກຜ່ອງ (26) - ຈຳເປັນຕ້ອງໄດ້ພິຈາລະນາເພື່ອເຂົ້າໃຈການເຄື່ອນໄຫວຢ່າງເຕັມທີ່.
(ກ) ການກະຕຸ້ນດ້ວຍແສງທີ່ສະທ້ອນກັບ WS2 A-exciton ທີ່ 2 eV ຈະສັກເອເລັກຕຣອນເຂົ້າໄປໃນແຖບການນຳໄຟຟ້າຂອງ WS2. ຮູທີ່ສອດຄ້ອງກັນໃນແຖບວາເລນຂອງ WS2 ຈະຖືກເຕີມເຕັມທັນທີໂດຍເອເລັກຕຣອນຈາກແຖບ π ຂອງກຣາຟີນ. (ຂ) ຕົວນຳທີ່ຖືກກະຕຸ້ນດ້ວຍແສງໃນແຖບການນຳໄຟຟ້າຂອງ WS2 ມີອາຍຸການໃຊ້ງານປະມານ 1 ps. ຮູໃນແຖບ π ຂອງກຣາຟີນມີອາຍຸການໃຊ້ງານປະມານ 2 ps, ຊີ້ບອກເຖິງຄວາມສຳຄັນຂອງຊ່ອງທາງການກະແຈກກະຈາຍເພີ່ມເຕີມທີ່ຊີ້ບອກໂດຍລູກສອນປະ. ເສັ້ນປະສີດຳໃນ (ກ) ແລະ (ຂ) ຊີ້ບອກເຖິງການປ່ຽນແຖບ ແລະ ການປ່ຽນແປງຂອງທ່າແຮງທາງເຄມີ. (ຄ) ໃນສະຖານະຊົ່ວຄາວ, ຊັ້ນ WS2 ມີປະຈຸລົບໃນຂະນະທີ່ຊັ້ນກຣາຟີນມີປະຈຸບວກ. ສຳລັບການກະຕຸ້ນແບບເລືອກໝຸນທີ່ມີແສງໂພລາໄລເຊຊັນວົງມົນ, ເອເລັກຕຣອນທີ່ຖືກກະຕຸ້ນດ້ວຍແສງໃນ WS2 ແລະ ຮູທີ່ສອດຄ້ອງກັນໃນກຣາຟີນຄາດວ່າຈະສະແດງໂພລາໄລເຊຊັນການໝຸນທີ່ກົງກັນຂ້າມ.
ໃນສະຖານະຊົ່ວຄາວ, ເອເລັກຕຣອນທີ່ຖືກກະຕຸ້ນດ້ວຍແສງຈະຢູ່ໃນແຖບການນຳໄຟຟ້າຂອງ WS2 ໃນຂະນະທີ່ຮູທີ່ຖືກກະຕຸ້ນດ້ວຍແສງຕັ້ງຢູ່ໃນແຖບ π ຂອງກຣາຟີນ (ຮູບທີ 5C). ນີ້ໝາຍຄວາມວ່າຊັ້ນ WS2 ມີປະຈຸລົບ ແລະ ຊັ້ນກຣາຟີນມີປະຈຸບວກ. ນີ້ອະທິບາຍເຖິງການປ່ຽນແປງຈຸດສູງສຸດຊົ່ວຄາວ (ຮູບທີ 2), ຄວາມບໍ່ສົມດຸນຂອງສັນຍານປ້ຳ-ໂພຣບກຣາຟີນ (ເສັ້ນໂຄ້ງ 2 ແລະ 3 ຂອງຮູບທີ 3), ການບໍ່ມີຮູໃນແຖບວາເລນຂອງ WS2 (ເສັ້ນໂຄ້ງ 4 ຮູບທີ 3), ເຊັ່ນດຽວກັນກັບຮູເພີ່ມເຕີມໃນແຖບ π ຂອງກຣາຟີນ (ຮູບທີ 4). ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງສະຖານະທີ່ແຍກປະຈຸນີ້ແມ່ນ ~1 ps (ເສັ້ນໂຄ້ງ 1 ຮູບທີ 3).
ສະຖານະຊົ່ວຄາວທີ່ແຍກອອກຈາກປະຈຸທີ່ຄ້າຍຄືກັນນີ້ໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນຢູ່ໃນໂຄງສ້າງ heterostructures van der Waals ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງທີ່ເຮັດຈາກສອງເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ມີຊ່ອງຫວ່າງໂດຍກົງທີ່ມີການຈັດວາງແຖບປະເພດ II ແລະຊ່ອງຫວ່າງແຖບທີ່ຊ້ອນກັນ (27–32). ຫຼັງຈາກການຊຸກຍູ້ດ້ວຍແສງ, ເອເລັກຕຣອນ ແລະ ຮູໄດ້ຖືກພົບເຫັນວ່າເຄື່ອນຍ້າຍຢ່າງໄວວາໄປຫາລຸ່ມສຸດຂອງແຖບການນຳ ແລະ ໄປຫາເທິງສຸດຂອງແຖບວາເລນສ໌ຕາມລຳດັບ, ເຊິ່ງຕັ້ງຢູ່ໃນຊັ້ນຕ່າງໆຂອງໂຄງສ້າງ heterostructure (27–32).
ໃນກໍລະນີຂອງໂຄງສ້າງ heterostructure WS2/graphene ຂອງພວກເຮົາ, ສະຖານທີ່ທີ່ເອື້ອອຳນວຍທີ່ສຸດສຳລັບທັງເອເລັກຕຣອນ ແລະ ຮູແມ່ນຢູ່ໃນລະດັບ Fermi ໃນຊັ້ນ graphene ໂລຫະ. ດັ່ງນັ້ນ, ຄົນເຮົາຄາດຫວັງວ່າທັງເອເລັກຕຣອນ ແລະ ຮູຈະຖ່າຍໂອນໄປຫາແຖບ π ຂອງ graphene ຢ່າງໄວວາ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການວັດແທກຂອງພວກເຮົາສະແດງໃຫ້ເຫັນຢ່າງຊັດເຈນວ່າການໂອນຍ້າຍຮູ (<200 fs) ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍກ່ວາການໂອນຍ້າຍເອເລັກຕຣອນ (∼1 ps). ພວກເຮົາຖືວ່າສິ່ງນີ້ເປັນການຈັດລຽງພະລັງງານທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຂອງແຖບ WS2 ແລະ graphene ດັ່ງທີ່ເປີດເຜີຍໃນຮູບທີ 1A ທີ່ສະເໜີຈຳນວນສະຖານະສຸດທ້າຍທີ່ມີຢູ່ຫຼາຍກວ່າສຳລັບການໂອນຍ້າຍຮູເມື່ອທຽບກັບການໂອນຍ້າຍເອເລັກຕຣອນຕາມທີ່ຄາດໄວ້ເມື່ອບໍ່ດົນມານີ້ໂດຍ (14, 15). ໃນກໍລະນີປະຈຸບັນ, ສົມມຸດວ່າຊ່ອງຫວ່າງ WS2 ~2 eV, ຈຸດ Dirac ຂອງ graphene ແລະ ທ່າແຮງທາງເຄມີທີ່ສົມດຸນຕັ້ງຢູ່ ~0.5 ແລະ ~0.2 eV ເໜືອກາງຂອງຊ່ອງຫວ່າງ WS2, ຕາມລຳດັບ, ເຊິ່ງທຳລາຍຄວາມສົມມາດຂອງຮູເອເລັກຕຣອນ. ພວກເຮົາພົບວ່າຈຳນວນສະຖານະສຸດທ້າຍທີ່ມີຢູ່ສຳລັບການໂອນຮູແມ່ນໃຫຍ່ກວ່າການໂອນເອເລັກຕຣອນປະມານ 6 ເທົ່າ (ເບິ່ງເອກະສານເສີມ), ຊຶ່ງເປັນເຫດຜົນທີ່ການໂອນຮູຄາດວ່າຈະໄວກວ່າການໂອນເອເລັກຕຣອນ.
ຮູບພາບກ້ອງຈຸລະທັດທີ່ສົມບູນຂອງການໂອນປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ບໍ່ສະເໝີພາບທີ່ສັງເກດເຫັນໄດ້ໄວຫຼາຍຄວນພິຈາລະນາເຖິງການຊ້ອນກັນລະຫວ່າງວົງໂຄຈອນທີ່ປະກອບເປັນຟັງຊັນຄື້ນ A-exciton ໃນ WS2 ແລະແຖບ π ຂອງ graphene ຕາມລໍາດັບ, ຊ່ອງທາງການກະແຈກກະຈາຍຂອງອີເລັກຕຣອນ-ອີເລັກຕຣອນ ແລະ ອີເລັກຕຣອນ-ໂຟນອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ລວມທັງຂໍ້ຈໍາກັດທີ່ເກີດຈາກໂມເມນຕຳ, ພະລັງງານ, ການໝຸນ, ແລະ ການອະນຸລັກ pseudospin, ອິດທິພົນຂອງການສັ່ນສະເທືອນຂອງ plasma (33), ເຊັ່ນດຽວກັນກັບບົດບາດຂອງການກະຕຸ້ນການເຄື່ອນຍ້າຍທີ່ເປັນໄປໄດ້ຂອງການສັ່ນສະເທືອນຂອງໂຟນອນທີ່ສອດຄ່ອງກັນທີ່ອາດຈະເປັນຕົວກາງໃນການໂອນປະຈຸ (34, 35). ນອກຈາກນີ້, ຄົນເຮົາອາດຈະຄາດເດົາວ່າສະຖານະການໂອນປະຈຸທີ່ສັງເກດເຫັນປະກອບດ້ວຍ excitons ການໂອນປະຈຸ ຫຼື ຄູ່ຮູອີເລັກຕຣອນອິດສະຫຼະ (ເບິ່ງເອກະສານເສີມ). ການສືບສວນທາງທິດສະດີຕື່ມອີກທີ່ເກີນຂອບເຂດຂອງເອກະສານສະບັບນີ້ແມ່ນຈຳເປັນເພື່ອຊີ້ແຈງບັນຫາເຫຼົ່ານີ້.
ສະຫຼຸບແລ້ວ, ພວກເຮົາໄດ້ໃຊ້ tr-ARPES ເພື່ອສຶກສາການໂອນປະຈຸລະຫວ່າງຊັ້ນທີ່ໄວຫຼາຍໃນໂຄງສ້າງ WS2/graphene ແບບ epitaxial. ພວກເຮົາພົບວ່າ, ເມື່ອຖືກກະຕຸ້ນຢູ່ທີ່ resonance ກັບ A-exciton ຂອງ WS2 ທີ່ 2 eV, ຮູທີ່ຖືກກະຕຸ້ນດ້ວຍແສງຈະໂອນເຂົ້າໄປໃນຊັ້ນ graphene ຢ່າງໄວວາ ໃນຂະນະທີ່ເອເລັກຕຣອນທີ່ຖືກກະຕຸ້ນດ້ວຍແສງຍັງຄົງຢູ່ໃນຊັ້ນ WS2. ພວກເຮົາໄດ້ສົມມຸດວ່າສິ່ງນີ້ເປັນຄວາມຈິງທີ່ວ່າຈຳນວນຂອງສະຖານະສຸດທ້າຍທີ່ມີຢູ່ສຳລັບການໂອນຮູແມ່ນໃຫຍ່ກວ່າການໂອນເອເລັກຕຣອນ. ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງສະຖານະຊົ່ວຄາວທີ່ແຍກປະຈຸໄດ້ຖືກພົບວ່າຢູ່ທີ່ ~1 ps. ໃນການປະສົມປະສານກັບການກະຕຸ້ນທາງແສງແບບເລືອກໝຸນໂດຍໃຊ້ແສງໂພລາໄຣສ໌ວົງກົມ (22–25), ການໂອນປະຈຸທີ່ໄວຫຼາຍທີ່ສັງເກດເຫັນອາດຈະມາພ້ອມກັບການໂອນໝຸນ. ໃນກໍລະນີນີ້, ໂຄງສ້າງ WS2/graphene ທີ່ຖືກສືບສວນອາດຈະຖືກນຳໃຊ້ສຳລັບການສີດໝຸນທາງແສງທີ່ມີປະສິດທິພາບເຂົ້າໄປໃນ graphene ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດອຸປະກອນ optospintronic ໃໝ່.
ຕົວຢ່າງກຣາຟີນໄດ້ຖືກປູກຢູ່ເທິງແຜ່ນເວເຟີ 6H-SiC(0001) ທີ່ເປັນວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳທາງການຄ້າຈາກ SiCrystal GmbH. ແຜ່ນເວເຟີທີ່ມີທາດ N ເສີມແມ່ນຢູ່ເທິງແກນທີ່ມີການຕັດຜິດຕ່ຳກວ່າ 0.5°. ຊັ້ນໃຕ້ດິນ SiC ໄດ້ຖືກແກະສະຫຼັກດ້ວຍໄຮໂດຣເຈນເພື່ອກຳຈັດຮອຍຂີດຂ່ວນ ແລະ ໄດ້ຮັບຊັ້ນຮາບພຽງປົກກະຕິ. ໜ້າດິນທີ່ມີ Si ສິ້ນສຸດທີ່ສະອາດ ແລະ ຮາບພຽງຢູ່ດ້ານອະຕອມໄດ້ຖືກເຮັດໃຫ້ເປັນກຣາຟີໂດຍການອົບຕົວຢ່າງໃນບັນຍາກາດ Ar ທີ່ 1300°C ເປັນເວລາ 8 ນາທີ (36). ວິທີນີ້, ພວກເຮົາໄດ້ຮັບຊັ້ນຄາບອນດຽວທີ່ທຸກໆອະຕອມຄາບອນທີສາມສ້າງພັນທະໂຄວາເລນກັບຊັ້ນໃຕ້ດິນ SiC (37). ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຊັ້ນນີ້ໄດ້ຖືກປ່ຽນເປັນກຣາຟີນທີ່ມີຮູປະສົມ sp2 ຢ່າງສົມບູນຜ່ານການປະສົມໄຮໂດຣເຈນ (38). ຕົວຢ່າງເຫຼົ່ານີ້ຖືກເອີ້ນວ່າກຣາຟີນ/H-SiC(0001). ຂະບວນການທັງໝົດໄດ້ຖືກປະຕິບັດຢູ່ໃນຫ້ອງການເຕີບໂຕ Black Magic ທາງການຄ້າຈາກ Aixtron. ການເຕີບໂຕຂອງ WS2 ໄດ້ຖືກປະຕິບັດຢູ່ໃນເຕົາປະຕິກອນຝາຮ້ອນມາດຕະຖານໂດຍການວາງໄອນ້ຳເຄມີຄວາມດັນຕ່ຳ (39, 40) ໂດຍໃຊ້ຜົງ WO3 ແລະ S ທີ່ມີອັດຕາສ່ວນມວນສານ 1:100 ເປັນຕົວຕັ້ງຕົ້ນ. ຜົງ WO3 ແລະ S ໄດ້ຖືກເກັບຮັກສາໄວ້ທີ່ 900 ແລະ 200°C ຕາມລຳດັບ. ຜົງ WO3 ຖືກວາງໄວ້ໃກ້ກັບຊັ້ນຮອງ. ອາກອນຖືກນໍາໃຊ້ເປັນອາຍແກັສພາຫະນະທີ່ມີກະແສ 8 sccm. ຄວາມດັນໃນເຕົາປະຕິກອນໄດ້ຖືກເກັບຮັກສາໄວ້ທີ່ 0.5 mbar. ຕົວຢ່າງໄດ້ຖືກລະບຸລັກສະນະດ້ວຍກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກຕຣອນຂັ້ນສອງ, ກ້ອງຈຸລະທັດແຮງປະລໍາມະນູ, Raman, ແລະ spectroscopy photoluminescence, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບການກະແຈກກະຈາຍເອເລັກຕຣອນພະລັງງານຕ່ຳ. ການວັດແທກເຫຼົ່ານີ້ເປີດເຜີຍສອງໂດເມນຜລຶກດຽວ WS2 ທີ່ແຕກຕ່າງກັນບ່ອນທີ່ທິດທາງ ΓK- ຫຼື ΓK' ສອດຄ່ອງກັບທິດທາງ ΓK ຂອງຊັ້ນ graphene. ຄວາມຍາວຂອງດ້ານໂດເມນແຕກຕ່າງກັນລະຫວ່າງ 300 ແລະ 700 nm, ແລະ ການຄຸ້ມຄອງ WS2 ທັງໝົດແມ່ນປະມານ ~40%, ເໝາະສົມສຳລັບການວິເຄາະ ARPES.
ການທົດລອງ ARPES ແບບຄົງທີ່ໄດ້ຖືກປະຕິບັດດ້ວຍເຄື່ອງວິເຄາະຮູບຊົງເຄິ່ງວົງມົນ (SPECS PHOIBOS 150) ໂດຍໃຊ້ລະບົບອຸປະກອນ-ເຄື່ອງກວດຈັບທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັບປະຈຸ ສຳລັບການກວດຈັບພະລັງງານເອເລັກຕຣອນ ແລະ ໂມເມນຕຳສອງມິຕິ. ລັງສີ He Iα ທີ່ບໍ່ມີຂົ້ວ, ສີດຽວ (21.2 eV) ຂອງແຫຼ່ງປ່ອຍ He ທີ່ມີກະແສໄຟຟ້າສູງ (VG Scienta VUV5000) ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ສໍາລັບການທົດລອງການປ່ອຍແສງທັງໝົດ. ພະລັງງານ ແລະ ຄວາມລະອຽດມຸມໃນການທົດລອງຂອງພວກເຮົາແມ່ນດີກ່ວາ 30 meV ແລະ 0.3° (ກົງກັບ 0.01 Å−1) ຕາມລໍາດັບ. ການທົດລອງທັງໝົດໄດ້ດໍາເນີນຢູ່ທີ່ອຸນຫະພູມຫ້ອງ. ARPES ເປັນເຕັກນິກທີ່ມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ພື້ນຜິວຫຼາຍ. ເພື່ອປ່ອຍໂຟໂຕເອເລັກຕຣອນອອກຈາກທັງ WS2 ແລະ ຊັ້ນ graphene, ຕົວຢ່າງທີ່ມີການຄຸ້ມຄອງ WS2 ທີ່ບໍ່ຄົບຖ້ວນປະມານ 40% ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້.
ການຕັ້ງຄ່າ tr-ARPES ແມ່ນອີງໃສ່ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງ Titanium:Sapphire 1-kHz (Coherent Legend Elite Duo). ພະລັງງານຜົນຜະລິດ 2 mJ ຖືກນຳໃຊ້ສຳລັບການສ້າງຮາໂມນິກສູງໃນອາກອນ. ແສງອັນຕຣາໄວໂອເລັດທີ່ຮຸນແຮງທີ່ສຸດທີ່ໄດ້ຮັບໄດ້ຜ່ານເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງ monochromator ທີ່ຜະລິດກຳມະຈອນໂພຣບ 100-fs ທີ່ພະລັງງານໂຟຕອນ 26-eV. ພະລັງງານຜົນຜະລິດຂອງເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງ 8mJ ໄດ້ຖືກສົ່ງໄປຫາເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງພາລາມິເຕີທາງແສງ (HE-TOPAS ຈາກການປ່ຽນແປງແສງ). ລຳແສງສັນຍານທີ່ພະລັງງານໂຟຕອນ 1-eV ໄດ້ຖືກເພີ່ມຄວາມຖີ່ສອງເທົ່າໃນຜລຶກເບຕ້າບາຣຽມໂບເຣດເພື່ອໃຫ້ໄດ້ກຳມະຈອນປັ໊ມ 2-eV. ການວັດແທກ tr-ARPES ໄດ້ຖືກປະຕິບັດດ້ວຍເຄື່ອງວິເຄາະເຄິ່ງວົງກົມ (SPECS PHOIBOS 100). ພະລັງງານໂດຍລວມ ແລະ ຄວາມລະອຽດທາງເວລາແມ່ນ 240 meV ແລະ 200 fs ຕາມລຳດັບ.
ເອກະສານເສີມສຳລັບບົດຄວາມນີ້ແມ່ນມີຢູ່ໃນ http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/20/eaay0761/DC1
ນີ້ແມ່ນບົດຄວາມທີ່ສາມາດເຂົ້າເຖິງໄດ້ໂດຍບໍ່ເສຍຄ່າ ເຊິ່ງແຈກຢາຍພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຂອງໃບອະນຸຍາດ Creative Commons Attribution-NonCommercial, ເຊິ່ງອະນຸຍາດໃຫ້ນຳໃຊ້, ແຈກຢາຍ ແລະ ຜະລິດຄືນໃໝ່ໃນສື່ໃດກໍ່ຕາມ, ຕາບໃດທີ່ການນຳໃຊ້ທີ່ເກີດຂຶ້ນນັ້ນບໍ່ແມ່ນເພື່ອຜົນປະໂຫຍດທາງການຄ້າ ແລະ ມີເງື່ອນໄຂວ່າຜົນງານຕົ້ນສະບັບໄດ້ຖືກອ້າງອີງຢ່າງຖືກຕ້ອງ.
ໝາຍເຫດ: ພວກເຮົາຂໍທີ່ຢູ່ອີເມວຂອງທ່ານເພື່ອໃຫ້ບຸກຄົນທີ່ທ່ານແນະນຳໜ້າເວັບນີ້ໃຫ້ຮູ້ວ່າທ່ານຕ້ອງການໃຫ້ເຂົາເຈົ້າເຫັນມັນ ແລະ ມັນບໍ່ແມ່ນອີເມວຂີ້ເຫຍື້ອ. ພວກເຮົາບໍ່ໄດ້ບັນທຶກທີ່ຢູ່ອີເມວໃດໆ.
ຄຳຖາມນີ້ແມ່ນເພື່ອທົດສອບວ່າທ່ານເປັນຜູ້ມາຢ້ຽມຢາມທີ່ເປັນມະນຸດຫຼືບໍ່ ແລະ ເພື່ອປ້ອງກັນການສົ່ງສະແປມໂດຍອັດຕະໂນມັດ.
ໂດຍ Sven Aeschlimann, Antonio Rossi, Mariana Chávez-Cervantes, Razvan Krause, Benito Arnoldi, Benjamin Stadtmüller, Martin Aeschlimann, Stiven Forti, Filippo Fabbri, Camilla Coletti, Isabella Gierz
ພວກເຮົາເປີດເຜີຍການແຍກປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ໄວຫຼາຍໃນໂຄງສ້າງ heterostructure WS2/graphene ເຊິ່ງອາດຈະເຮັດໃຫ້ການສີດສະປິນທາງແສງເຂົ້າໄປໃນ graphene ໄດ້.
ໂດຍ Sven Aeschlimann, Antonio Rossi, Mariana Chávez-Cervantes, Razvan Krause, Benito Arnoldi, Benjamin Stadtmüller, Martin Aeschlimann, Stiven Forti, Filippo Fabbri, Camilla Coletti, Isabella Gierz
ພວກເຮົາເປີດເຜີຍການແຍກປະຈຸໄຟຟ້າທີ່ໄວຫຼາຍໃນໂຄງສ້າງ heterostructure WS2/graphene ເຊິ່ງອາດຈະເຮັດໃຫ້ການສີດສະປິນທາງແສງເຂົ້າໄປໃນ graphene ໄດ້.
© 2020 ສະມາຄົມອາເມລິກາເພື່ອຄວາມກ້າວໜ້າຂອງວິທະຍາສາດ. ສະຫງວນລິຂະສິດທັງໝົດ. AAAS ເປັນຄູ່ຮ່ວມງານຂອງ HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef ແລະ COUNTER.Science Advances ISSN 2375-2548.
ເວລາໂພສ: ພຶດສະພາ-25-2020