Re sebelisa spectroscopy ea photoemission e rarollotsoeng ka nako le ka angle (tr-ARPES) ho batlisisa phetiso ea tjhaja e potlakileng haholo mohahong oa heterostructure oa epitaxial o entsoeng ka monolayer WS2 le graphene. Sebopeho sena sa heterostructure se kopanya melemo ea semiconductor ea sekheo se otlolohileng le khokahano e matla ea spin-orbit le tšebelisano e matla ea leseli le ea lijari tse se nang mass tse amohelang semimetal tse nang le motsamao o phahameng haholo le bophelo ba nako e telele ba spin. Re fumana hore, kamora ho hlasimolla ha photoexcitation ho resonance ho A-exciton ho WS2, masoba a photoexcited a fetela ka potlako lera la graphene ha lielektrone tse photoexcited li ntse li le lera la WS2. Boemo ba nakoana bo hlahang bo arotsoeng ke charge bo fumanoa bo na le bophelo ba ~1 ps. Re amahanya liphuputso tsa rona le liphapang tsa sebaka sa scattering tse bakoang ke ho hokahanya ha lihlopha tsa WS2 le graphene joalo ka ha ho senotsoe ke ARPES ea qeto e phahameng. Hammoho le ho hlasimolla ha optical ho khetha spin, sebopeho sa WS2/graphene se fuputsoang se ka fana ka sethala sa ho kenya spin ea optical ka katleho ho graphene.
Ho fumaneha ha thepa e mengata e fapaneng ea mahlakore a mabeli ho butse monyetla oa ho theha li-heterostructure tse ncha tse tšesaane tse nang le ts'ebetso e ncha ka ho felletseng e thehiloeng ho tlhahlobo ea dielectric e etselitsoeng uena le litlamorao tse fapaneng tse bakoang ke ho ba haufi (1-3). Lisebelisoa tsa bopaki ba melao-motheo bakeng sa lits'ebetso tsa nakong e tlang lefapheng la lisebelisoa tsa elektroniki le tsa optoelectronic li se li phethahetse (4-6).
Mona, re tsepamisa maikutlo hodima di-heterostructure tsa epitaxial van der Waals tse nang le monolayer WS2, semiconductor e otlolohileng e nang le ho kopanya ho matla ha spin-orbit le karohano e kgolo ya sebopeho sa sehlopha ka lebaka la ho se leka-lekane ha inversion (7), le monolayer graphene, semimetal e nang le sebopeho sa conical band le motsamao o phahameng haholo wa carrier (8), e hodisitsweng ho SiC(0001 e fedisitsweng ke hydrogen). Matshwao a pele a phetiso ya tjhaja e potlakileng haholo (9-15) le ditlamorao tsa ho kopanya spin-orbit tse bakwang ke bohaufi (16-18) a etsa hore WS2/graphene le di-heterostructure tse tshwanang di tshepise bakgethi bakeng sa ditshebediso tsa nakong e tlang tsa optoelectronic (19) le optospintronic (20).
Re ikemiseditse ho senola ditsela tsa ho phomotsa tsa dipara tsa dielektrone tse hlahisitsweng ka photohole ho WS2/graphene ka photoemission spectroscopy e rarollotsweng ka nako le ka sekhutlo (tr-ARPES). Bakeng sa morero oo, re hlasimolla sebopeho sa heterostructure ka di-pulse tsa pompo tsa 2-eV tse utlwanang le A-exciton ho WS2 (21, 12) mme re ntsha di-photoelectron ka pulse ya probe e diehisitsweng ka nako ya bobedi ho 26-eV photon eneji. Re fumana matla a kinetic le angle ya emission ya dielektrone tsa photon ka hemispherical analyzer e le mosebetsi wa pompo-probe tieho ho fumana phihlello ya momentum-, energy-, le carrier e rarollotsweng ka nako. Qeto ya matla le nako ke 240 meV le 200 fs, ka ho latellana.
Liphetho tsa rona li fana ka bopaki bo tobileng ba phetisetso ea tjhaja e potlakileng haholo lipakeng tsa mekhahlelo e lumellanang ka epitaxially, e tiisang matšoao a pele a thehiloeng mekhoeng ea optical eohle ka har'a li-heterostructures tse tšoanang tse kopantsoeng ka letsoho tse nang le azimuthal alignment e sa reroang ea mekhahlelo (9-15). Ho phaella moo, re bontša hore phetisetso ena ea tjhaja ha e leka-lekane haholo. Litekanyo tsa rona li senola boemo ba nakoana bo sa bonoeng ba tjhaja bo nang le lielektrone tse nang le photoexcited le masoba a fumanehang ka har'a lera la WS2 le graphene, ka ho latellana, bo phelang ka ∼1 ps. Re hlalosa liphuputso tsa rona mabapi le liphapang tsa sebaka sa ho hasanya bakeng sa phetisetso ea lielektrone le masoba a bakoang ke alignment e amanang ea lihlopha tsa WS2 le graphene joalo ka ha ho senotsoe ke ARPES ea qeto e phahameng. Ha e kopantsoe le spin- le valley-selective optical excitation (22-25) WS2/graphene heterostructures e ka fana ka sethala se secha bakeng sa ente e sebetsang hantle ea ultrafast optical spin ho graphene.
Setšoantšo sa 1A se bonts'a tekanyo ea ARPES ea qeto e phahameng e fumanoeng ka lebone la helium la sebopeho sa sehlopha ho latela tataiso ea ΓK ea heterostructure ea epitaxial WS2/graphene. Khoune ea Dirac e fumanoe e na le lesoba le nang le ntlha ea Dirac e fumanehang ho ~0.3 eV kaholimo ho bokhoni ba lik'hemik'hale ba equilibrium. Karolo e kaholimo ea sehlopha sa valence sa spin-split WS2 e fumanoa e le ~1.2 eV ka tlase ho bokhoni ba lik'hemik'hale ba equilibrium.
(A) Mocheso wa photocurrent o lekanang o lekantsweng ka tsela ya ΓK ka lebone la helium le sa polarized. (B) Mocheso wa photocurrent bakeng sa tieho ya pompe-probe e fosahetseng e lekantsweng ka di-pulse tsa ultraviolet tse feteletseng tse nang le polarized p-polarized ho matla a photon a 26-eV. Mela e putswa le e kgubedu e tshwaya sebaka sa diprofaele tsa mola tse sebedisitsweng ho ntsha maemo a tlhoro ya nakoana ho Setshwantsho sa 2. (C) Diphetoho tse bakwang ke pompe tsa mocheso wa photocurrent wa 200 fs kamora ho hlasimolla ka photon enejing ya photon ya 2 eV ka phallo ya pompo ya 2 mJ/cm2. Ho nyoloha le ho lahlehelwa ke di-photoelectron ho bontshwa ka bofubedu le boputswa, ka ho latellana. Mabokose a bontsha sebaka sa kopanyo bakeng sa mesaletsa ya pompe-probe e bontshitsweng ho Setshwantsho sa 3.
Setšoantšo sa 1B se bonts'a setšoantšo sa tr-ARPES sa sebopeho sa sehlopha se haufi le WS2 le lintlha tsa graphene K tse lekantsoeng ka li-pulse tse feteletseng tsa ultraviolet tsa 100-fs ho matla a photon a 26-eV ho tieho e mpe ea pump-probe pele ho fihla ha pulse ea pompo. Mona, karohano ea spin ha e rarolloe ka lebaka la ho senyeha ha sampole le boteng ba pulse ea pompo ea 2-eV e bakang ho atolosoa ha tjhaja ea sebaka sa likarolo tsa spectral. Setšoantšo sa 1C se bonts'a liphetoho tse bakoang ke pompo tsa photocurrent mabapi le Setšoantšo sa 1B ho tieho ea pompo-probe ea 200 fs moo lets'oao la pompo-probe le fihlang holimo. Mebala e khubelu le e putsoa e bontša keketseho le tahlehelo ea li-photoelectron, ka ho latellana.
Ho sekaseka matla ana a ruileng ka botlalo, re qala ka ho fumana maemo a tlhoro ea nakoana ea sehlopha sa valence sa WS2 le sehlopha sa graphene π ho latela mela e nang le matheba ho Setšoantšo sa 1B joalo ka ha ho hlalositsoe ka botlalo ho Lisebelisoa tse Tlatsetsang. Re fumana hore sehlopha sa valence sa WS2 se fetoha ka 90 meV (Setšoantšo sa 2A) 'me sehlopha sa graphene π se fetoha ka 50 meV (Setšoantšo sa 2B). Nako ea bophelo ba exponential ea liphetoho tsena e fumanoa e le 1.2 ± 0.1 ps bakeng sa sehlopha sa valence sa WS2 le 1.7 ± 0.3 ps bakeng sa sehlopha sa graphene π. Liphetoho tsena tsa tlhoro li fana ka bopaki ba pele ba ho tjhaja ha nakoana ha mekhahlelo e 'meli, moo tjhaja e eketsehileng e ntle (e mpe) e eketsang (e fokotsa) matla a ho tlama a maemo a elektroniki. Hlokomela hore ho phahama ha sehlopha sa valence sa WS2 ho ikarabella bakeng sa lets'oao le hlahelletseng la pompo-probe sebakeng se tšoailoeng ke lebokose le letšo ho Setšoantšo sa 1C.
Phetoho boemong ba tlhoro ya sehlopha sa valence sa WS2 (A) le sehlopha sa graphene π (B) e le mosebetsi wa tieho ya pompe-probe hammoho le ho lekana ha exponential (mela e teteaneng). Nako ya bophelo ya phetoho ya WS2 ho (A) ke 1.2 ± 0.1 ps. Nako ya bophelo ya phetoho ya graphene ho (B) ke 1.7 ± 0.3 ps.
Ka mor'a moo, re kopanya lets'oao la pompo-probe holim'a libaka tse bontšitsoeng ke mabokose a mebala ho Setšoantšo sa 1C 'me re rala lipalo tse hlahang e le ts'ebetso ea tieho ea pompo-probe ho Setšoantšo sa 3. Curve ea 1 ho Setšoantšo sa 3 e bontša matla a bajari ba photoexcited haufi le tlase ea sehlopha sa conduction sa lera la WS2 ka bophelo ba 1.1 ± 0.1 ps e fumanoeng ho tsoa ho exponential fit ho data (sheba Lisebelisoa tse Tlatsetsang).
Mehlala ea pompe-probe e le mosebetsi oa tieho e fumanoeng ka ho kopanya photocurrent holim'a sebaka se bontšitsoeng ke mabokose a ho Setšoantšo sa 1C. Mela e teteaneng e lumellana le data. Curve (1) Palo ea bajari ba nakoana sehlopheng sa conduction sa WS2. Curve (2) Pontšo ea pompe-probe ea sehlopha sa π sa graphene kaholimo ho bokhoni ba lik'hemik'hale ba equilibrium. Curve (3) Pontšo ea pompe-probe ea sehlopha sa π sa graphene ka tlase ho bokhoni ba lik'hemik'hale ba equilibrium. Curve (4) Pontšo ea net pompo-probe sehlopheng sa valence sa WS2. Nako ea bophelo e fumanoa e le 1.2 ± 0.1 ps ho (1), 180 ± 20 fs (gain) le ∼2 ps (tahlehelo) ho (2), le 1.8 ± 0.2 ps ho (3).
Meqolong ea 2 le ea 3 ea Setšoantšo sa 3, re bontša lets'oao la pompo-probe la sehlopha sa graphene π. Re fumana hore keketseho ea lielektrone kaholimo ho bokhoni ba lik'hemik'hale ba equilibrium (curve 2 ho Setšoantšo sa 3) e na le nako e khuts'oane haholo ea bophelo (180 ± 20 fs) ha e bapisoa le tahlehelo ea lielektrone ka tlase ho bokhoni ba lik'hemik'hale ba equilibrium (1.8 ± 0.2 ps mokokotlong oa 3 Setšoantšo sa 3). Ho feta moo, keketseho ea pele ea photocurrent karolong ea 2 ea Setšoantšo sa 3 e fumanoa e fetoha tahlehelo ho t = 400 fs ka nako ea bophelo ea ∼2 ps. Ho se leka-lekane pakeng tsa keketseho le tahlehelo ho fumanoa ho le sieo lets'oaong la pompo-probe la monolayer graphene e sa koaheloang (sheba setšoantšo sa S5 ho Lisebelisoa tse Tlatsetsang), ho bontšang hore ho se leka-lekane ke phello ea ho kopana ha meqolo e fapaneng ho heterostructure ea WS2/graphene. Ho ela hloko keketseho ea nako e khuts'oane le tahlehelo ea nako e telele kaholimo le ka tlase ho bokhoni ba lik'hemik'hale ba equilibrium, ka ho latellana, ho bontša hore lielektrone li tlosoa ka katleho lera la graphene ha ho etsoa photoexcitation ea heterostructure. Ka lebaka leo, lera la graphene le ba le chaji e ntle, e leng se tsamaellanang le keketseho ea matla a tlamahano a sehlopha sa π se fumanoang ho Setšoantšo sa 2B. Ho theoha ha sehlopha sa π ho tlosa mohatla oa matla a phahameng oa kabo ea Fermi-Dirac ea equilibrium ho tloha kaholimo ho bokhoni ba lik'hemik'hale ba equilibrium, e leng se hlalosang phetoho ea letšoao la pompe-probe ka har'a lekhalo la 2 la Setšoantšo sa 3. Re tla bontša ka tlase hore phello ena e ntlafatsoa le ho feta ke tahlehelo ea nakoana ea lielektrone ka har'a sehlopha sa π.
Boemo bona bo tšehetsoa ke lets'oao la pompo-probe ea lebanta la valence la WS2 ka har'a kobeho ea 4 ea Setšoantšo sa 3. Lintlha tsena li fumanoe ka ho kopanya lipalo holim'a sebaka se fanoeng ke lebokose le letšo ho Setšoantšo sa 1B se hapang lielektrone tse ntšoang ka photoband ho tsoa lebanta la valence ho tieho efe kapa efe ea pompo-probe. Ka har'a mekoallo ea liphoso tsa liteko, ha re fumane sesupo sa boteng ba masoba lebanta la valence la WS2 bakeng sa tieho efe kapa efe ea pompo-probe. Sena se bontša hore, kamora ho hlasimolla ka photoexcitation, masoba ana a tlatsoa ka potlako ka nako e khuts'oane ha ho bapisoa le qeto ea rona ea nako.
Ho fana ka bopaki ba ho qetela bakeng sa khopolo-taba ea rona ea karohano ea tjhaja e potlakileng haholo sebopehong sa WS2/graphene, re fumana palo ea masoba a fetisetsoang lera la graphene joalo ka ha ho hlalositsoe ka botlalo ho Lisebelisoa tse Tlatsetsang. Ka bokhutšoanyane, kabo ea elektroniki ea nakoana ea π-band e ile ea kenngoa kabo ea Fermi-Dirac. Palo ea masoba e ile ea baloa ho tsoa litekanyetsong tse hlahisitsoeng bakeng sa bokhoni ba lik'hemik'hale ba nakoana le mocheso oa elektroniki. Sephetho se bontšitsoe ho Setšoantšo sa 4. Re fumana hore palo eohle ea masoba a ∼5 × 1012/cm2 a fetisetsoa ho tloha WS2 ho ea ho graphene ka bophelo ba exponential ba 1.5 ± 0.2 ps.
Phetoho ea palo ea masoba ka har'a sehlopha sa π e le ts'ebetso ea tieho ea pompo-probe hammoho le ho lekana ha exponential ho fanang ka bophelo bohle ba 1.5 ± 0.2 ps.
Ho tsoa liphuputsong tse ho Setšoantšo sa 2 ho isa ho sa 4, setšoantšo se latelang sa microscopic bakeng sa phetiso ea tjhaja e potlakileng haholo ho heterostructure ea WS2/graphene sea hlaha (Setšoantšo sa 5). Photoexcitation ea heterostructure ea WS2/graphene ho 2 eV e tlatsa A-exciton haholo ho WS2 (Setšoantšo sa 5A). Li-excitation tse ling tsa elektroniki ho pholletsa le ntlha ea Dirac ho graphene hammoho le lipakeng tsa lihlopha tsa WS2 le graphene lia khoneha ka matla empa li sebetsa hantle haholo. Masoba a photoexcited sehlopheng sa valence sa WS2 a tlatsoa ke lielektrone tse tsoang sehlopheng sa graphene π ka nako e khuts'oane ha li bapisoa le qeto ea rona ea nako (Setšoantšo sa 5A). Lielektrone tse photoexcited sehlopheng sa conduction sa WS2 li na le bophelo ba ∼1 ps (Setšoantšo sa 5B). Leha ho le joalo, ho hlokahala ∼2 ps ho tlatsa masoba ho sehlopha sa graphene π (Setšoantšo sa 5B). Sena se bontša hore, ntle le phetiso e tobileng ea elektrone pakeng tsa sehlopha sa WS2 conduction le sehlopha sa graphene π, litsela tse ling tsa ho phomola—mohlomong ka maemo a sekoli (26)—li hloka ho nahanoa ho utloisisa matla a felletseng.
(A) Ho phatloha ha foto ha ho utloahala ho WS2 A-exciton ho 2 eV ho kenya dielektrone ka hara sehlopha sa ho tsamaisa sa WS2. Masoba a tsamaellanang le sehlopha sa valence sa WS2 a tlatswa hang-hang ke dielektrone tse tswang sehlopheng sa graphene π. (B) Dijari tse nang le photoexcited sehlopheng sa ho tsamaisa sa WS2 di na le bophelo ba ~1 ps. Masoba a sehlopheng sa graphene π a phela ka ~2 ps, e leng se bontshang bohlokwa ba dikanale tse ding tse hasanyang tse bontshwang ke metsu e tabotsweng. Mela e metsho e tabotsweng ho (A) le (B) e bontsha diphetoho tsa sehlopha le diphetoho bokgoning ba dikhemikhale. (C) Boemong ba transient, lera la WS2 le tjhajwa hampe ha lera la graphene le tjhajwa hantle. Bakeng sa ho hlasimolla ho kgethang spin ka lesedi le chitja le nang le polarized, dielektrone tse fotoexcited ho WS2 le masoba a tsamaellanang le tsona ho graphene di lebelletswe ho bontsha polarization e fapaneng ya spin.
Boemong ba transient, dielektrone tse nang le photoexcited di dula sehlopheng sa conduction sa WS2 ha masoba a photoexcited a le sehlopheng sa π sa graphene (Setshwantsho sa 5C). Sena se bolela hore lera la WS2 le tjhajilwe hampe mme lera la graphene le tjhajilwe hantle. Sena se hlalosa diphetoho tsa peak tsa transient (Setshwantsho sa 2), ho se lekalekane ha letshwao la graphene pump-probe (di-curve tsa 2 le tsa 3 tsa Setshwantsho sa 3), ho se be teng ha masoba sehlopheng sa valence sa WS2 (curve ya 4 Setshwantsho sa 3), hammoho le masoba a mang sehlopheng sa graphene sa π (Setshwantsho sa 4). Nako ya bophelo ba boemo bona bo arohaneng le tjhaji ke ∼1 ps (curve ya 1 Setshwantsho sa 3).
Maemo a tšoanang a nakoana a arohaneng ka tjhaja a bonoe ho di-heterostructure tse amanang tsa van der Waals tse entsweng ka di-semiconductor tse pedi tse nang le lekhalo le otlolohileng tse nang le mofuta wa II band alignment le staggered bandgap (27-32). Kamora photoexcitation, dielektrone le masoba di ile tsa fumanwa di tsamaya ka potlako tlase ho conduction band le hodimo ho valence band, ka ho latellana, tse fumanehang ka mekhahlelo e fapaneng ya heterostructure (27-32).
Tabeng ea heterostructure ea rona ea WS2/graphene, sebaka se setle ka ho fetisisa bakeng sa lielektrone le masoba ke boemong ba Fermi lera la graphene ea tšepe. Ka hona, motho a ka lebella hore lielektrone le masoba li fetele kapele ho sehlopha sa graphene π. Leha ho le joalo, litekanyo tsa rona li bontša ka ho hlaka hore phetisetso ea masoba (<200 fs) e sebetsa hantle haholo ho feta phetisetso ea lielektrone (∼1 ps). Re amahanya sena le ho lumellana ha matla a WS2 le lihlopha tsa graphene joalo ka ha ho senotsoe ho Setšoantšo sa 1A se fanang ka palo e kholo ea maemo a ho qetela a fumanehang bakeng sa phetisetso ea masoba ha ho bapisoa le phetisetso ea lielektrone joalo ka ha ho lebelletsoe morao tjena ke (14, 15). Tabeng ena, ha re nahana ka bandgap ea ∼2 eV WS2, ntlha ea graphene Dirac le bokhoni ba lik'hemik'hale ba equilibrium li fumaneha ∼0.5 le ∼0.2 eV ka holimo ho bohareng ba bandgap ea WS2, ka ho latellana, li roba symmetry ea lielektrone le masoba. Re fumana hore palo ea maemo a ho qetela a fumanehang bakeng sa phetiso ea masoba e kholo ka makhetlo a ∼6 ho feta bakeng sa phetiso ea lielektrone (sheba Lisebelisoa tse Tlatsetsang), ke ka lebaka leo phetiso ea masoba e lebelletsoeng ho ba kapele ho feta phetiso ea lielektrone.
Setšoantšo se felletseng sa microscope sa phetiso ea tjhaja e sa lekanang ea ultrafast e bonoang, leha ho le joalo, se lokela ho nahana ka ho kopana ha li-orbitals tse etsang mosebetsi oa leqhubu la A-exciton ho WS2 le sehlopha sa graphene π, ka ho latellana, litsela tse fapaneng tsa ho hasanya li-electron-electron le li-electron-phonon ho kenyeletsoa lithibelo tse behiloeng ke momentum, eneji, spin, le pseudospin paballo, tšusumetso ea ho sisinyeha ha plasma (33), hammoho le karolo ea ho sisinyeha ho ka bang teng ha ho sisinyeha ha li-phonon tse kopaneng tse ka buellang phetiso ea tjhaja (34, 35). Hape, motho a ka 'na a nahana hore na boemo ba phetiso ea tjhaja bo bonoe bo na le li-exciton tsa phetiso ea tjhaja kapa lipara tsa li-electron-hole tse lokolohileng (sheba Lisebelisoa tse Tlatsetsang). Lipatlisiso tse ling tsa khopolo-taba tse fetang sekala sa pampiri ena lia hlokahala ho hlakisa litaba tsena.
Ka bokhutšoanyane, re sebelisitse tr-ARPES ho ithuta phetiso ea tjhaja ea ultrafast interlayer ho heterostructure ea epitaxial WS2/graphene. Re fumane hore, ha re tsosoa ke molumo ho A-exciton ea WS2 ho 2 eV, masoba a photoexcited a fetela ka potlako ho lera la graphene ha lielektrone tse photoexcited li ntse li le lera la WS2. Re amahantse sena le taba ea hore palo ea maemo a ho qetela a fumanehang bakeng sa phetiso ea masoba e kholo ho feta phetiso ea lielektrone. Nako ea bophelo ea boemo ba nakoana bo arotsoeng ke tjhaja e fumanoe e le ~1 ps. Ha e kopantsoe le phetiso ea optical e khethang spin ho sebelisoa leseli le chitja le nang le polarized (22-25), phetiso ea tjhaja ea ultrafast e bonoang e ka tsamaea le phetiso ea spin. Tabeng ena, heterostructure ea WS2/graphene e batlisisitsoeng e ka sebelisoa bakeng sa ho kenngoa ha spin ea optical ka katleho ho graphene e fellang ka lisebelisoa tse ncha tsa optospintronic.
Disampole tsa graphene di hodisitswe ka di-wafer tsa 6H-SiC(0001) tsa kgwebo tse tsamaisang di-semiconducting tse tswang ho SiCrystal GmbH. Di-wafer tse nang le N di ne di le hodima axis ka phoso e ka tlase ho 0.5°. Substrate ya SiC e ile ya etswa ka hydrogen ho tlosa maqeba le ho fumana mathule a bataletseng a tlwaelehileng. Bokahohle bo hlwekileng le bo bataletseng ba Si bo ile ba etswa ka graphit ka ho kenya sampole sepakapakeng sa Ar ka 1300°C metsotso e 8 (36). Ka tsela ena, re ile ra fumana lera le le leng la carbon moo athomo e nngwe le e nngwe ya boraro ya carbon e ileng ya theha tlamo ya covalent ho substrate ya SiC (37). Lera lena le ile la fetolwa ho ba graphene e nang le dikoti tse ikemetseng ka ho feletseng ya sp2 ka ho kopanya hydrogen (38). Disampole tsena di bitswa graphene/H-SiC(0001). Tshebetso yohle e ile ya etswa ka kamoreng ya kgolo ya Black Magic ya kgwebo ho tloha Aixtron. Kgolo ya WS2 e entswe ka hara reactor e tloaelehileng ya lebota le chesang ka ho kenya mouoane wa dikhemikhale ka kgatello e tlase (39, 40) ho sebediswa phofo ya WO3 le S ka karolelano ya boima ba 1:100 e le di-precursor. Phofo ya WO3 le S e ne e bolokilwe ho 900 le 200°C, ka ho latellana. Phofo ya WO3 e ne e beilwe haufi le substrate. Argon e ne e sebediswa e le kgase e tsamaisang e nang le phallo ya 8 sccm. Kgatello ka hara reactor e ne e bolokilwe ho 0.5 mbar. Disampole di ne di tshwailwe ka microscopy ya bobedi ya elektrone, microscopy ya matla a athomo, Raman, le photoluminescence spectroscopy, hammoho le diffraction ya elektrone ya matla a tlase. Ditekanyo tsena di senotse dibaka tse pedi tse fapaneng tsa WS2 tse nang le kristale e le nngwe moo tataiso ya ΓK- kapa ΓK' e tsamaellanang le tataiso ya ΓK ya lera la graphene. Bolelele ba lehlakore la sebaka bo ne bo fapana pakeng tsa 300 le 700 nm, mme kakaretso ya kgaso ya WS2 e ne e hakanyeditswe ho ~40%, e loketseng tlhahlobo ya ARPES.
Liteko tsa ARPES tse sa fetoheng li entsoe ka sesebelisoa sa ho sekaseka mahlaseli a motlakase (SPECS PHOIBOS 150) ho sebelisoa sistimi ea sesebelisoa se kopantsoeng le tjhaja bakeng sa ho lemoha matla a lielektrone le momentum ka mahlakore a mabeli. Mahlaseli a sa kopanngoeng, a monochromatic He Iα (21.2 eV) a mohloli oa ho ntša mahlaseli a motlakase a phahameng (VG Scienta VUV5000) a sebelisitsoe bakeng sa liteko tsohle tsa ho ntša mahlaseli a motlakase. Matla le qeto ea angular litekong tsa rona li ne li le betere ho feta 30 meV le 0.3° (e tsamaellanang le 0.01 Å−1), ka ho latellana. Liteko tsohle li entsoe mochesong oa kamore. ARPES ke mokhoa o amang bokaholimo haholo. Ho ntša lielektrone tsa motlakase ho tsoa ho WS2 le lera la graphene, ho sebelisitsoe lisampole tse nang le sekoahelo se sa fellang sa WS2 sa ~40%.
Setha sa tr-ARPES se ne se ipapisitse le amplifier ea 1-kHz Titanium:Sapphire (Coherent Legend Elite Duo). Matla a tlhahiso a 2 mJ a sebelisitsoe bakeng sa tlhahiso e phahameng ea li-harmonics ka har'a argon. Leseli le feteletseng la ultraviolet le ileng la hlaha le ile la feta ka har'a monochromator ea grating e hlahisang li-pulse tsa probe tsa 100-fs ho matla a photon a 26-eV. Matla a tlhahiso a 8mJ a amplifier a ile a romeloa ho amplifier ea parametric ea optical (HE-TOPAS ho tsoa ho Light Conversion). Lehlaseli la lets'oao ho matla a photon a 1-eV le ile la imena habeli ka har'a kristale ea beta barium borate ho fumana li-pulse tsa pompo ea 2-eV. Litekanyo tsa tr-ARPES li entsoe ka analyzer ea hemispherical (SPECS PHOIBOS 100). Ka kakaretso matla le qeto ea nako e ne e le 240 meV le 200 fs, ka ho latellana.
Boitsebiso bo eketsehileng bakeng sa sengoloa sena bo fumaneha ho http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/6/20/eaay0761/DC1
Ena ke sengoloa se bulehileng se abuoang tlasa dipehelo tsa laesense ya Creative Commons Attribution-NonCommercial, e dumellang tshebediso, kabo, le tlhahiso botjha ka mokgwa ofe kapa ofe, ha feela tshebediso e hlahang e se bakeng sa melemo ya kgwebo mme ha feela mosebetsi wa pele o qotsitswe hantle.
TLHOKOMELISO: Re kopa aterese ea hau ea lengolo-tsoibila feela e le hore motho eo u mo khothalletsang leqephe a tsebe hore u ne u batla hore a e bone, le hore ha se poso ea lintho tse se nang thuso. Ha re nke aterese efe kapa efe ea lengolo-tsoibila.
Potso ena ke ea ho leka hore na u moeti oa motho kapa che le ho thibela ho romelloa ha spam ka boiketsetso.
Ka Sven Aeschlimann, Antonio Rossi, Mariana Chávez-Cervantes, Razvan Krause, Benito Arnoldi, Benjamin Stadtmüller, Martin Aeschlimann, Stiven Forti, Filippo Fabbri, Camilla Coletti, Isabella Gierz
Re senola karohano ea tjhaja e potlakileng haholo sebopehong sa WS2/graphene se ka nolofalletsang ho kenngoa ha optical spin ho graphene.
Ka Sven Aeschlimann, Antonio Rossi, Mariana Chávez-Cervantes, Razvan Krause, Benito Arnoldi, Benjamin Stadtmüller, Martin Aeschlimann, Stiven Forti, Filippo Fabbri, Camilla Coletti, Isabella Gierz
Re senola karohano ea tjhaja e potlakileng haholo sebopehong sa WS2/graphene se ka nolofalletsang ho kenngoa ha optical spin ho graphene.
© 2020 Mokhatlo oa Amerika oa Ntlafatso ea Mahlale. Litokelo tsohle li sirelelitsoe. AAAS ke molekane oa HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef le COUNTER.Science Advances ISSN 2375-2548.
Nako ea poso: Mots'eanong-25-2020