Photoluminescence Quenching in WSe$_2$ via p-Doping Induced by Functionalized Rylene Dyes
Carl-von-Ossietzky Universität Oldenburg（奥尔登堡卡尔·冯·奥西茨基大学）；Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Leibniz Institute of Photonic Technology（莱布尼茨光子技术研究所）；Center for Energy and Environmental Chemistry Jena (CEEC Jena)（耶拿能源与环境化学中心）；sciclus GmbH & Co. KG（sciclus有限公司）
本研究通过功能化鲁西莱染料诱导p掺杂，实现WSe₂的光致发光猝灭，揭示了电子相互作用对TMDs电子结构调控的机制。
2026-02-12 cond-mat.mtrl-sci
PLQ-Sim: A Computational Tool for Simulating Photoluminescence Quenching Dynamics in Organic Donor/Acceptor Blends
PLQ-Sim是一款用户友好的免费软件，通过动力学模型计算D/A共混物的转移速率，模拟有机半导体界面的光致发光猝灭动力学，为有机光伏和光热器件的光物理过程研究提供重要信息。
2023-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Impact of ALD-Deposited Ultrathin Nitride Layers on Carrier Lifetimes and Photoluminescence Efficiency in CdTe/MgCdTe Double Heterostructures
本研究评估ALD沉积的SiNx、AlN、TiN超薄氮化物层对CdTe/MgCdTe双异质结构的钝化效果，证实其可提升载流子寿命、减少表面复合，指出SiNx是提升CdTe太阳能电池效率的潜在钝化材料。
2024-08-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Investigation of exciton transport in crystalline thin-films of the organic semiconductor di-indeno-perylene using photoluminescence analyses
采用光致发光猝灭方法研究了典型有机半导体二茚并二萘嵌苯（DIP）中激子的输运，并采用一种包含干涉效应、猝灭剂穿透效应和非理想激子猝灭效应的先进激子扩散模型进行了解释. X-射线衍射揭示了约90 nm的激子扩散长度和DIP层的结构相干长度之间的相关性。在5 - 300 K范围内的温度依赖性研究表明，在80 K以上的非相干激子输运在10 - 20 meV的激子密度的厚度依赖性梯度相关的激活能。在80 K以下，可以通过低温下减少的声子相互作用观察到相干激子输运。这份手稿是一个预定稿。
2012-07-04 cond-mat.mtrl-sci
Reliable Synthesis of Large-Area Monolayer WS2 Single Crystals, Films, and Heterostructures with Extraordinary Photoluminescence Induced by Water Intercalation
本研究开发了一种可控的CVD工艺，通过使用盐酸、硫酸和王水清洗反应管，实现了大面积单层WS2单晶、薄膜及面内石墨烯-WS2异质结的可靠合成，并发现环境水插层可诱导单晶边缘产生非凡光致发光。
2023-07-31 cond-mat.mtrl-sci
Photoluminescence investigations of 2D hole Landau levels in p-type single Al_{x}Ga_{1-x}As/GaAs heterostructures
研究了垂直磁场作用下p型单Al_{1-x} Ga_{x} As/GaAs异质结中二维空穴的能量结构。光致发光测量与低密度的激发功率揭示丰富的光谱包含自由和束缚载流子跃迁。将实验结果与用新的数值方法计算的价电子带朗道能级能量进行了比较，两者吻合较好。在自由载流子复合的能量范围内观察到的额外的线归因于激子跃迁。我们还考虑了多体效应在光致发光光谱中的作用。
2002-11-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of Photoluminescence from a Natural van der Waals Heterostructure
本研究首次在天然范德华异质结Franckeite中观测到光致发光现象，明确其源于SnS₂层的自由激子，量子效率较单层MoS₂低一个数量级，为天然范德华异质结的光学研究及纳米光电器件开发奠定基础。
2022-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Activation energy distribution in thermal quenching of exciton and defect-related photoluminescence of InP/ZnS quantum dots
热猝灭是降低各种性质的发光体中的辐射过程的效率的重要因素之一。低维结构的发射活性的影响也是由多个相关的合成工艺，治疗制度等参数。在目前的工作中，我们已经调查了激子和缺陷相关的过渡所造成的生物相容性InP/ZnS核/壳纳米晶体的平均尺寸为2.1和2.3 nm的合奏的光致发光的温度依赖性。能级位置的扩散是由于所研究的系综中量子点的尺寸分布。为了定量分析实验数据，我们提出了一个带模型占高斯分布的热激活势垒的光致发光猝灭过程。该模型提供了一个电子从核心到壳层的热逃逸作为激子的非辐射衰变的主要机制。反过来，淬火的缺陷相关的排放主要是通过清空的空穴捕获中心的悬空磷键的基础上。我们揭示了量子点的尺寸分布与激子发光猝灭激活能的分散性之间的相关性。所开发的方法将进一步优化磷化铟基I型量子点能带工程的技术制度和方法。
2021-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Single- and narrow-line photoluminescence in a boron nitride-supported MoSe$_2$/graphene heterostructure
由范德华材料制成的异质结构提供了一个模板，以研究原子级尖锐的异质界面的邻近效应。特别是，近场电荷和能量转移的异质结构由半导体过渡金属二硫属化物（TMD）已吸引了兴趣，设计模型的2D“施主-受主”系统和新的光电元件。在这里，使用拉曼散射和光致发光光谱，我们报告了一个全面的表征的二硒化钼（MoSe $_2$）单层沉积到六方氮化硼（hBN）和覆盖的单层和双层石墨烯。与原子级平坦的hBN衬底一起，单个石墨烯外延层足以钝化MoSe $_2$层并提供均匀的环境，而不需要额外的覆盖层。结果，我们没有观察到光诱导掺杂在我们的异质结构和MoSe $_2$激子线宽得到窄至1.6 meV，因此接近均匀的极限。半金属石墨烯层中和2D半导体，并实现皮秒非辐射能量转移，其猝灭来自长寿命状态的辐射复合。因此，来自中性带边激子的发射在很大程度上主导MoSe $_2$ /石墨烯异质结构的光致发光光谱。由于该激子在低温下具有皮秒辐射寿命，与能量转移时间相当，因此在单层和双层石墨烯的存在下，其低温光致发光仅分别被$3.3 \pm 1$和$4.4 \pm 1$的因子淬灭。最后，虽然我们的裸MoSe $_2$ hBN表现出可忽略不计的谷极化在低温和近共振激发下，我们表明，接口MoSe $_2$与石墨烯产生一个单线发射器的谷极化和相干度高达$\sim 15\,\%$。
2021-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quenching of fluorescence of aromatic molecules by graphene due to electron transfer
研究了芘丁酸琥珀酰亚胺酯（PyBS，I）和低聚（对亚苯基亚乙烯基）甲酯（OPV-酯，II）两种有机供体分子对石墨烯的荧光猝灭作用。随着石墨烯浓度的增加，混合物中I和II的吸收光谱和光致发光光谱显示前者没有变化，但荧光显着淬灭。石墨烯淬灭这些芳香族分子的荧光的性质示出与光诱导的电子转移，荧光衰减和时间分辨的瞬态吸收光谱测量的基础上。
2010-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Metal-Enhanced Fluorescence of Carbon Nanotubes
单壁碳纳米管（SWNTs）的光致发光（PL）量子产率相对较低，文献中报道了金属物种的各种猝灭效应。在这里，我们报告的第一例金属增强荧光（MEF）的纳米结构的金基板上的表面包覆的碳纳米管。观察到单壁碳纳米管的光致发光量子产率提高了10倍以上。测量了不同手性的单壁碳纳米管的荧光增强对金属-纳米管距离和金基底的表面等离子体共振（SPR）的依赖性，以揭示增强的机制。与金属直接接触的表面活性剂涂覆的单壁碳纳米管表现出强的MEF而不淬灭，这表明单壁碳纳米管的范德华距离的顺序上的小淬灭距离，超过该范围，纳米管中固有的快速非辐射衰减速率几乎没有被金属增强。金属增强的单壁碳纳米管的荧光是由于辐射寿命缩短，通过共振耦合的单壁碳纳米管发射的再辐射偶极等离子体激元模式的金属。
2010-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Effect of spin-dependent tunneling in a MoSe$_2$/Cr$_2$Ge$_2$Te$_6$ van der Waals heterostructure on exciton and trion emission
本研究通过低温光致发光和磁光克尔效应测量，发现MoSe$_2$/Cr$_2$Ge$_2$Te$_6$范德华异质结构中激子-三子发射比例依赖于激发螺旋性与磁化取向，揭示了与激子复合竞争的超快自旋依赖层间电荷转移机制。
2025-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of manganese contamination on high-mobility GaAs/AlGaAs heterostructures
光致发光和磁输运测量已被用来评估调制掺杂GaAs/AlGaAs异质结的质量。研究了在分子束外延室中以锰为源材料制备的样品的低温电子迁移率随时间的演化。Mn污染被认为是导致电子迁移率降低到1 x 10^{6} cm^{2}/Vs和出现明显的光致发光带的原因。相比之下，没有这种信号的结构达到5.4 x 10^{6} cm^{2}/Vs的迁移率值。这直接证明了高迁移率电子系统的外延和包含GaMnAs层的结构原则上可以在一个生长室中组合。
2004-04-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Temperature-dependent photoluminescence characteristics of GeSn epitaxial layers
GeSn外延异质结构正在成为在Si衬底上单片集成光源的突出候选者。在这里，我们提出了一个明智的解释，其温度依赖性的光致发光（PL）的基础上，迄今为止被忽视的光学活动的位错。通过在塑性弛豫的开始，每当外延层释放在晶格失配的衬底上生长过程中积累的应变时发生，我们证明了位错成核可以明确地看到在PL数据。值得注意的是，我们的研究结果指出，单调的热PL淬灭可以观察到在相干薄膜，尽管GeSn带隙的间接性质。因此，我们的研究有助于更深入地了解这种有趣的IV族合金中的复合动力学，并提供了对塑造发光效率的关键现象的见解。
2016-09-02 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced interlayer neutral excitons and trions in trilayer van der Waals heterostructures
垂直堆叠的范德华异质结构构成了一个有前途的平台，提供定制的带对齐增强激子系统。在这里，我们报告的中性和带电的层间激子在三层WSe 2-MoSe 2-WSe 2范德华异质结及其动力学的观察。在三层中添加WSe 2层导致显着更高的光致发光量子产率和可调光谱共振相比，其双层异质结构在低温下。观察到的光致发光量子产率的增强是由于显着更大的电子-空穴重叠和更高的光吸收的三层异质结构，通过第一原理赝势计算的基础上自旋极化密度泛函理论的支持。我们进一步揭示了三层异质结层间中性激子和三重激子的温度和功率依赖性，以及时间分辨的光致发光。我们的研究阐明了利用第一性原理控制层间激子发光和设计原子异质结构的光电子学前景。
2018-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Hyperspectral photoluminescence and reflectance microscopy of 2D materials
针对传统点扫描式光学显微光谱速度慢的问题，本研究提出一种基于推扫技术的高光谱反射与光致发光显微成像并行采集装置，经畸变校正后可实现近衍射极限空间成像，成功用于CVD生长的MoSe₂-WSe₂横向异质结界面发光特性表征。
2023-11-21 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Local tuning of WS2 photoluminescence using polymeric micro-actuators in a monolithic van der Waals heterostructure
二维材料中局部应变分布的控制为定制固态器件的电子和光子特性提供了宝贵的工具。在本文中，我们展示了一个局域工程的激子光致发光（PL）能量的单层二硫化钨（WS 2）的应变的手段。我们通过利用电子束图案化和致动的聚合物微米人工肌肉（MAMs），我们实施到单片合成WS 2/石墨烯异质结构上，对WS 2施加局部单轴应力。我们表明，MAMs是能够诱导的平面内应力的顶部WS 2层的范德华异质结构，后者可以滑动的石墨烯下面的摩擦可以忽略不计。作为局部应变诱导PL位移实验的概念证明，我们利用两个MAM配置，以施加单轴拉伸应力上定义良好的微米区域的WS 2。值得注意的是，我们的架构不需要采用脆弱的悬浮微结构。我们观察到应力下的WS 2单层的激子PL能量的空间调制，这与预期的应变分布一致，并在最大应变强度点达到约40毫电子伏的最大红移。致动后，观察到与聚合物MAMs的粘弹性能一致的时间依赖性PL蓝移。我们的方法能够诱导局部和任意的变形轮廓，并规避了需要2D材料转移和悬浮膜生产的替代应变工程方法的一些关键限制和技术挑战。
2019-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Long-Lived Interlayer Excitons in Monolayer MoSe2-WSe2 Heterostructures
二维（2D）材料，如石墨烯1，氮化硼2和过渡金属二硫属化物（TMD）3-5，在原子单层极限下引发了器件物理和技术应用的广泛兴趣。这些2D单层可以通过精确控制堆叠在一起，以形成新功能的新型范德华异质结构2，6-9。一种高度令人垂涎但尚未实现的异质结构是具有II型能带结构的不同单层TMD 10 -12。它们的应用潜力取决于键合单层的制造、理解和控制，其中束缚电子和空穴位于单个单层中，即层间激子。在这里，我们报告的第一个观察层间激子单层MoSe 2-WSe 2异质结构的光致发光和光致发光激发光谱。层间激子的能量和发光强度是高度可调的所施加的垂直栅极电压，这意味着异质结带排列的电控制。使用时间分辨的光致发光，我们发现层间激子是长寿命的，寿命约为1.8 ns，比层内激子长一个数量级13 -16。我们的工作证明了光泵层间电极化的强度的能力，并引发立即探索层间激子的凝聚现象，以及在2D发光二极管，激光器和光伏器件的新应用。
2014-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phason-mediated interlayer exciton diffusion in WS2/WSe2 moiré heterostructure
二维材料中的莫尔势已被证明对于充分理解范德华异质结构的电子结构具有根本的重要性，从超导性到相关激子态。然而，理解莫尔声子（所谓的相位子）如何影响系统的性质仍然是一个未知的领域。在这项工作中，我们演示了如何相位子是完整的，以正确地描述和理解低温层间激子扩散WS 2/WSe 2异质结构。我们进行光致发光（PL）光谱，以了解层之间的耦合，其相对取向的影响，影响系统的激子特性。考虑到两个常见的莫尔电位分布的堆叠角依赖性，研究了堆叠角为0°和60°的样品。此外，我们提出了空间和时间分辨的激子扩散测量，在30 K至250 K的温度范围内的光致发光发射。通过密度泛函理论（DFT）计算，计算了两种构型的精确势。最后，我们进行分子动力学模拟，以可视化的相位子运动，估计相位子在不同温度下的速度，提供新的见解激子在低温下的传播机制，不能单独解释的经典激子扩散的框架内。
2023-01-18 cond-mat.mtrl-sci
Photoluminescence in the temperature range 20-230 K of C$_{60}$ fullerite doped with nitrogen molecules
在20 ~ 230 K温度范围内，用光谱发光法研究了氮分子插层C $_{60}$单晶的光学性质。饱和在30大气压的压力下进行。在200 - 550 $_{2}$ C的各种温度下，对于$_{60}+$-$_{2}$体系，建立了约420 $^{\circ}$ C的吸附交叉温度边界的存在（从插层-物理吸附的扩散机制过渡到化学相互作用-化学吸附）。首次记录了一种以C $_{60}$富勒烯为基础的新型含氮物质的积分辐射强度随温度的变化关系。发现了光致发光的低温猝灭现象，并用N-$_{2}$杂质分子与C-$_{60}$基质的化学相互作用过程中出现的有效激子俘获中心和电子激发的非辐射失活解释了所观察到的光致发光低温猝灭的新效应。
2021-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
The effect of (NH4)2Sx passivation on the (311)A GaAs surface and its use in AlGaAs/GaAs heterostructure devices
本文研究了（NH_4）_2S_x对（311）A GaAs表面的钝化效果。我们报告的XPS研究的（311）A和（100）异质结的生长表明，（NH 4）2Sx溶液去除表面氧化物和硫化两个表面。钝化通常使用光致发光测量来表征，我们表明，虽然（NH 4）2Sx处理使（100）表面的光致发光强度增加40 - 60倍，但（311）A表面的光致发光强度仅增加2 - 3倍。一个相应的缺乏可重复的改善栅极滞后的（311）A异质结晶体管器件的钝化处理之前进行的栅极depositions. We之前也发现硫钝化是无效的（311）A GaAs的可能原因，并提出了替代的策略钝化这个表面。
2013-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photoluminescence enhancement at the vertical van der Waals semiconductor-metal heterostructures
本文提出一种通过构建垂直范德华金属-单层半导体结实现光致发光增强的直接方法，揭示了抑制激子猝灭与减少激子-激子湮灭的机制，为提升TMDCs光电子性能提供了新途径。
2024-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Van der Waals Engineering of Ferromagnetic Semiconductor Heterostructures for Spin and Valleytronics
磁性材料与半导体的集成已经成为基础科学的肥沃土壤，并且对信息处理和存储的无缝集成具有极大的实际意义。在这里，我们创建一个铁磁半导体CrI3和WSe2的单层形成的范德华异质结构。我们观察到前所未有的控制自旋和谷赝自旋在WSe2，在那里我们检测到一个大的磁交换场的近13 T和快速切换的WSe2谷分裂和极化通过翻转的CrI3磁化。的WSe2的光致发光强度强烈地依赖于在WSe2和CrI3的磁化光激发自旋之间的相对对齐，由于超快自旋相关的电荷跳跃整个异质结界面。谷赝自旋的光致发光检测提供了一种简单而灵敏的方法来探测有趣的畴动力学在超导磁体，以及丰富的自旋相互作用的异质结构。
2017-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependence and quenching characteristics of (La, Gd)$_2$Si$_2$O$_7$ scintillators at various Ce concentrations
研究了不同Ce浓度下（La，Gd）${}_{2}$ Si ${}_{2}$ O ${}_{7}$单晶的闪烁热稳定性和发光性能。采用提拉法和微下拉法制备了（La ${}_{0.25-x}$，Ce ${}_{x}$，Gd ${}_{0.75}$）${}_{2}$ Si ${}_{2}$ O ${}_{7}$（x = 0.0001，0.001，0.005，0.01，0.02，0.05，和0.1;单位：摩尔浓度）单晶。随着Ce浓度的增加，光致发光发射和光致发光激发谱带向低能方向移动，热猝灭激活能$\mathrm{Δ}E$降低。对于Ce $\mathrm{<}$ 0.5 at.%样品的光致发光发射背景值在指数近似下计算，在温度高于320 K时开始增加，这可能是因为Ce ${}^{3+}$ 5 $\textit{d}$激发态电离。然而，Ce $\ge $ 0.5%样品的影响较弱，这可能表明其他非辐射弛豫的贡献相对较大。因此，（La，Gd）${}_{2}$ Si ${}_{2}$ O ${}_{7}$中Ce ${}^{3+}$发射热猝灭的主要原因是5 $\textit{d}$ 1激发态电离和通过从5 $\textit{d}$激发态到4 $\textit{f}$基态的热激发交叉的非辐射弛豫的组合。闪烁光产额的温度依赖性与Ce浓度无关，Ce 1.0%在300 K至450 K的温度范围内表现出最佳性能…
2021-10-26 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.optics
Optical properties of Fermi polarons in a GaInP/MoSe2 monolayer heterostructure
Carl von Ossietzky University Oldenburg（奥尔登堡卡尔·冯·奥西茨基大学）；Universität Würzburg（维尔茨堡大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；National Institute for Materials Science（日本国立材料研究所）；Monash University（蒙纳士大学）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Friedrich-Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）
研究通过GaInP/MoSe2异质结操控TMDCs光学性质，发现费米极子准粒子共振现象。
2026-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Screening of the quantum-confined Stark effect in AlN/GaN nanowire superlattices by Germanium doping
我们报道了在AlN/GAN纳米线异质结构中极化诱导的内部电场的静电屏蔽，其中锗掺杂的GAN纳米盘嵌入AlN势垒之间。以高于$10^{20}\,\text{cm}^{-3}$的浓度掺入锗使GAN纳米盘的光致发光发射能量转移到更高的能量，伴随着光致发光衰减时间的减少。同时，发射能量的厚度依赖性偏移显著降低。尽管施主浓度高，但没有观察到光致发光特性的劣化。
2014-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Picoscale control of quantum plasmonic photoluminescence enhancement at 2D lateral heterojunction
二维材料和异质结构由于在光电子器件中的潜在应用而受到广泛关注。然而，异质结的光学特性还没有得到适当的表征，由于有限的空间分辨率，需要纳米光学表征超过衍射极限。在这里，我们调查的横向单层MoS 2-WS 2异质结，使用针尖增强光致发光（TEPL）光谱的非金属衬底与picoscale针尖样品的距离控制。通过在异质结处放置等离子体Au涂覆的Ag尖端，由于经典的近场机制和跨结的电荷转移，我们观察到超过三个数量级的光致发光（PL）增强。距离依赖性TEPL测量的皮级精度允许分别研究在~320 pm尖端-样品距离之上和之下的经典和量子隧穿机制。量子等离子体效应通常限制了最大信号增强，这是由于尖端处的近场耗尽。我们展示了一个更复杂的行为在二维横向异质结，热电子隧穿导致淬火的PL的二硫化钼2，同时增加的PL的WS 2。我们的模拟结果与实验一致，揭示了各种制度的参数和增强因子的范围。横向结的可控光响应可用于新型纳米器件。
2020-01-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Photoluminescence and Electron Spin Resonance of Silicon Dioxide Crystal with Rutile Structure (Stishovite)
电子自旋共振（ESR）和光致发光信号中观察到的生长单晶的硅镁石，表明在未照射的样品中存在的缺陷。的光致发光的接收的stishovite单晶体表现出两个主要的频带-在3 eV的蓝色和在4.75 eV的UV。发光激发的范围内的stishovite的光学透明度（低于8.75 eV），因此，归因于缺陷。在脉冲激发下观察到广泛的衰减动力学。对于蓝带，除了时间常数约为18 μs的指数衰减外，还发现了一个ms分量。对于紫外波段，除了时间常数为1-3 ns的快分量外，还得到了一个衰减为几十μs的分量。主要成分（18 μs和1-3 ns）具有典型的中心内跃迁强度热猝灭。额外的慢组分的效果与OH基团和/或修饰发光中心的碳分子缺陷的存在有关。额外的慢分量表现出波浪状的热依赖性。光热刺激的创建-破坏复合物包括主机缺陷-间隙改性剂解释慢发光波状的热依赖性。
2021-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Exciton diffusion in WSe2 monolayers embedded in a van der Waals heterostructure
我们结合时间分辨光致发光（TRPL）和空间分辨稳态显微光致发光（$μ$ PL）研究了六方氮化硼（hBN）包裹的WSe $_2$单层膜中激子的扩散.在300 K，我们提取激子扩散长度$L_X= 0.36\pm 0.02 \; μ$ m和激子扩散系数$D_X=14.5 \pm 2\;\mbox{cm}^2$ /s。这代表了近10倍的激子的有效迁移率增加，相对于几个以前报道的值nonencapsulated样品。在低温下，这些样品的高光学质量使我们能够区分不同激子物种的扩散：明亮和黑暗的中性激子，以及带电激子。暗中性激子的较长寿命产生较大的扩散长度$L_{X^D}=1.5\pm 0.02 \;μ$ m。
2018-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bimolecular theory of non-radiative recombination in semiconductors with disorder
原来的Shockley-Read-Hall复合统计扩展到包括本地化激发的重组。复合被视为一个双分子的过程，而不是激子的单分子复合。重点放在两个不同的渠道之间的相互作用的辐射复合（浅局域态与扩展状态）介导的光生载流子的捕获由非辐射中心。一组给定的参数的数值解的结果是补充的近似解析表达式的热猝灭的光致发光强度在非简并半导体中导出的低泵浦强度的限制。一个流行的双指数经验函数拟合的光致发光强度的热猝灭的优点是严格审查。
2019-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of doping on the intersubband absorption in Si- and Ge-doped GaN/AlN heterostructures
在本文中，我们研究了GAN/AlN异质结构（平面和纳米线）的带间和子带特性，其结构设计为在短波长红外区域吸收，特别是在1.55微米。我们比较了掺杂的GAN部分与Si和Ge的效果，我们讨论了自由载流子屏蔽与掺杂密度和阱/纳米盘尺寸的变化。我们观察到，纳米线异质结构始终呈现较长的光致发光衰减时间比他们的平面对应物，这支持存在一个平面内的压电场相关的应变张量的剪切分量，导致横向电子空穴分离。我们报告子带间吸收覆盖1.45微米至1.75微米，使用Ge掺杂的量子阱，具有相当的性能，充分研究的Si掺杂的平面异质结构。我们还报告了可比的子带间吸收Si和Ge掺杂的纳米线异质结构，表明掺杂剂的选择是不是观察子带间现象的固有障碍。此外，我们计算了由于许多体效应的子带间吸收的光谱位移作为掺杂浓度的函数。
2017-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Spin-quenching in molecule-transition-metal-dichalcogenide heterostructure through inverse proximity effect
National Renewable Energy Laboratory（美国国家可再生能源实验室）；King’s College London（伦敦国王学院）
本研究针对二维磁体-TMD异质结中层间磁激子暗度高、难利用的问题，采用从头算多体图解方法，发现分子-TMD界面的逆邻近效应可调控激子特性并实现自旋淬灭，为磁激子态操控提供新机制。
2025-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Nano-optical imaging of monolayer MoSe2-WSe2 lateral heterostructure
近场光学显微镜可以作为一种可行的途径来了解低于衍射极限的纳米材料的性质。另一方面，原子厚度的二维过渡金属二硫属化物（TMD）是近年来研究载流子、光子和声子空间限制的热点材料。基于Mo或W基单层TMD的异质结构形成II型能带排列，因此光激发载流子可以容易地分离用于与光子学和电子学有关的应用。映射这些空间受限的载流子或光子在异质结构与纳米级的分辨率，以及它们的复合行为在界面上是必要的，有效地利用这些材料在未来的高性能光电子学。为了提高MoSe2-WSe2横向异质结的空间分辨率，我们对化学气相沉积（CVD）法生长的MoSe2-WSe2横向异质结进行了针尖增强光致发光（TEPL）成像。近场纳米PL发射图被用来区分不同的晶界的存在和界面上的异质性。这种方法显著提高了二维材料的纳米级分辨率，特别是对于理解异质界面附近的PL发射特性。
2017-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Why Fe doping kills photoluminescence in CsPbCl$_3$ but not in CsPbBr$_3$: Role of midgap Fe 3$d$ states and electron-phonon coupling
Theoretical Sciences Unit, Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research（贾瓦哈拉尔·尼赫鲁高级科学研究中心理论科学部）；Department of Science and Humanities, Audisankara (Deemed to be University)（奥迪桑卡拉大学（视为大学）科学与人文系）；Laboratory for Energy Materials, École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院能源材料实验室）；New Chemistry Unit, Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research（贾瓦哈拉尔·尼赫鲁高级科学研究中心新化学单元）
通过自旋极化密度泛函理论计算和实验，发现Fe掺杂在CsPbCl$_3$中引入的中间隙3$d$态作为电子陷阱导致非辐射复合，但电子结构相似，而电子-声子耦合强度差异是造成两者光致发光行为不同的关键因素。
2026-10-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Strong interlayer coupling in van der Waals heterostructures built from single-layer chalcogenides
半导体异质结构是许多重要器件应用的基础平台，例如激光器、发光二极管、太阳能电池和高电子迁移率晶体管。类似于传统的异质结构，层状过渡金属二硫属化物（TMDC）异质结构可以通过将各个单层组装成功能性多层结构来设计和构建，但原则上具有原子级尖锐界面，没有原子的相互扩散，数字控制的层状组分并且没有晶格参数约束。尽管如此，这种新型的范德华（vdW）半导体异质结构的光电行为是未知的单层限制。具体来说，实验上尚不清楚这种异质双层中的光学跃迁是空间直接的还是间接的。在这里，我们研究人工半导体异质结构从单层WSe2和MoS2构建块。我们观察到的光致发光峰和最低的吸收峰，这是一致的II型带对齐空间直接吸收，但空间间接发射之间的大斯托克斯位移约100毫电子伏。值得注意的是，这种空间间接跃迁的光致发光强度很强，表明载流子的层间耦合很强。异质界面处的耦合可以通过将六方BN（h-BN）介电层插入到vdW带隙中来容易地调谐。因此，这种层间耦合的一般性质提供了带工程中的新的自由度，并且预期产生具有定制复合层的可调光电性质的新的半导体异质结构族。
2014-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Self-formed 2D/3D Heterostructure on the Edge of 2D Ruddlesden-Popper Hybrid Perovskites Responsible for Intriguing Optoelectronic Properties and Higher Cell Efficiency
低能量边缘光致发光及其对Ruddlesden-Popper钙钛矿太阳能电池效率的有益影响的观察已经释放了深入的研究努力，以揭示其起源。然而，这一努力遇到了更多的挑战，因为基本的物质结构尚未确定;新的建模和观察似乎也没有收敛。以2D（BA）2（MA）2 Pb 3Br 10为例，我们证明了由于BA在边缘的丢失，形成了3D MAPbBr 3。这种自形成的MAPbBr 3可以解释在各种条件下报道的边缘发射，而报道的有趣的光电性质，如从内部2D钙钛矿的快速激子捕获，快速激子解离和长载流子寿命可以通过自形成的2D/3D横向钙钛矿异质结构来理解。通过亚微米红外光谱、冷冻研磨纳米尺寸的2D钙钛矿的XRD特征的出现及其对外部静水压力的光致发光响应来识别3D钙钛矿。这种边缘发射奥秘的揭示和自形成的2D/3D异质结构的鉴定为高性能光电子器件的2D钙钛矿工程提供了一种新的方法。
2020-01-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Narrow photoluminescence peak of epitaxial MoS$_2$ on graphene/Ir(111)
我们报道了在石墨烯/Ir（111）上分子束外延生长的MoS $_2$的光致发光（PL），其峰值宽度为18 meV。这一观察结果被解释在一个弱的石墨烯-MoS $_2$相互作用，防止PL淬灭预期的金属基板。角分辨光电子能谱和温度依赖拉曼光谱显示了MoS $_2$与石墨烯的弱相互作用。这些方法揭示了石墨烯和MoS $_2$的电子态之间没有杂化，并且石墨烯和MoS $_2$具有不同的热膨胀。因此，在石墨烯上分子束外延生长的MoS 2是光电子学的重要平台，其允许具有受控性质的大面积生长。
2018-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopic Signatures of Interlayer Coupling in Janus MoSSe/MoS2 Heterostructures
范德华异质结构中的层间耦合控制着各种光学和电子性质。Janus过渡金属二硫属化物（TMD）的固有偶极矩提供了一种简单而通用的方法来调节层间相互作用。在这项工作中，我们演示了如何范德华层间耦合和电荷转移的Janus MoSSe/MoS 2异质双层可以调谐的扭曲角和界面组成。具体而言，具有硫/硫（S/S）界面的Janus异质结构显示出比具有硒/硫（Se/S）界面的异质结构更强的层间耦合，如低频拉曼模式所示。通过密度泛函理论计算的层间距解释了层间相互作用的差异。更有趣的是，由电荷密度重新分布和层间耦合引起的内建电场在界面电荷转移中也起着重要的作用。即，S/S和Se/S界面表现出不同水平的MoS 2 A激子的PL猝灭，这表明在S/S和Se/S界面处的电荷转移分别增强和减少。我们的工作演示了如何Janus TMD的不对称性可以用来定制范德华异质结构中的界面相互作用。
2021-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Optical spin injection and spin lifetime in Ge heterostructures
我们演示了Ge/SiGe量子阱中的光学取向，并研究了它们的自旋特性。从布里渊区的中心到其边缘的超快电子转移使我们能够实现高自旋极化效率，并解决空穴和电子的自旋动力学。直接带隙光致发光的圆偏振度超过了理论体积极限，分别为重空穴态和轻空穴态跃迁的约37%和约85%。在价带顶部的空穴的自旋寿命被发现是~0.5 ps，它是由重和轻空穴状态之间的转换。另一方面，导带底部的电子在150 K以下具有超过5 ns的自旋寿命。电子自旋弛豫的理论分析表明，声子诱导的谷间散射决定的自旋寿命。
2011-11-22 cond-mat.mtrl-sci
Charge versus energy transfer in atomically-thin graphene-transition metal dichalcogenide van der Waals heterostructures
范德华异质结是由二维材料堆叠而成的，具有独特的光-物质相互作用，有望成为新型光电子器件。这种器件的性能由近场耦合控制，例如，层间电荷和/或能量转移。需要新的概念和实验方法来正确地描述二维异质界面。在这里，我们报告层间电荷和能量转移原子薄金属（石墨烯）/半导体（过渡金属二硫属化物（TMD，这里MoSe $_2$））异质结构使用光致发光和拉曼散射光谱的组合。石墨烯/MoSe $_2$中的光致发光强度被猝灭超过两个数量级，并且随着光子通量线性上升，表明室温MoSe $_2$激子寿命急剧缩短（$\sim 1~\tr{ps}$）。通过对石墨烯和MoSe $_2$拉曼模式的分析，提供了关键的补充见解，其揭示了从MoSe $_2$到石墨烯的净光诱导电子转移和MoSe $_2$中的空穴积累。值得注意的是，石墨烯的稳态费米能在狄拉克点以上的$290\pm 15~\tr{meV}$处饱和。在环境空气和真空中观察到这种行为，并讨论了频带偏移和环境影响。在这种饱和状态下，电子和空穴的平衡光诱导流动可以转移到石墨烯，这是一种有效地导致能量转移的机制。使用宽范围的光子通量和不同的环境条件下，我们发现，净光致电荷转移的存在下，石墨烯/MoSe $_2$的近统一的光致发光猝灭效率没有可测量的影响。这种相关性的缺乏强烈表明，能量转移到石墨烯是原子级薄的TMD和石墨烯之间的主要层间耦合机制。
2017-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Pressure-enhanced interlayer exciton in WS2/MoSe2 van der Waals heterostructure
原子级的vdW异质结构由于其奇异的物理性质而成为最受关注的量子材料体系之一。这些体系中的层间耦合对实现新的物理观测和丰富界面功能起着至关重要的作用。然而，目前还缺乏对层间耦合调节的定量研究。通过高压来改变层间电子结构和层间距是一种很有前景的调控层间耦合的策略，这是一种公认的调控物理性质的方法。在这里，我们构建了一个高品质的WS 2/MoSe 2异质结DAC，并成功地调整层间耦合通过静水压力。观察到了单层MoSe_2（ML-MoSe_2）、单层WS_2（ML-WS_2）和WS_2/MoSe_2异质结构的典型光致发光谱，有趣的是，它们的光致发光谱峰随外加压力的移动方式完全不同。ML-MoSe 2和ML-WS 2的层内激子在高压下发生蓝移，蓝移系数分别为19.8 meV/GPa和9.3 meV/GPa，而层间激子的压力依赖性较弱，蓝移系数为3.4 meV/GPa。同时，外压有助于驱动更强的层间相互作用，导致更高的层间/层内激子强度比，表明增强的层间激子行为。第一性原理计算揭示了WS 2/MoSe 2异质结构中较强的层间相互作用导致了外压下层间激子行为的增强，并揭示了层间激子的鲁棒峰。这一工作为研究vdW异质结构中的层间相互作用提供了一种有效的方法，对于类似量子系统的材料和器件设计具有重要意义。
2021-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Coexistence of quantum-confined Stark effect and localized states in an (In,Ga)N/GaN nanowire heterostructure
我们分析了单一的GAN纳米线与（In，Ga）N插入使用显微光致发光和阴极发光光谱的发射。的发射光谱是由一个绿色的发光带，强烈的蓝移与激发密度增加为主。结合有限元模拟的结构，以获得压电极化，这些结果表明，我们的（In，Ga）N/GAN纳米线异质结构的量子限制斯塔克效应。在光谱中，这不与激发密度移位的其他尖锐的峰，是由于在三元（In，Ga）N合金的成分波动所创建的本地化状态的发射。
2011-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The effect of the substrate on the Raman and photoluminescence emission of single layer MoS2
我们定量研究了单层二硫化钼（MoS 2）在电介质（SiO2、六方氮化硼、云母和聚合物电介质凝胶膜）和导电基底（Au和少层石墨烯）上的拉曼和光致发光（PL）发射。我们发现，衬底可以影响拉曼和PL发射在一个双重的方式。首先，吸收和发射强度被不同衬底内的相长/相消干涉强烈调制。第二，A1 g拉曼模式峰的位置和PL光谱中的中性和带电激子之间的光谱权重被衬底修改。我们将这种效应归因于衬底诱导的掺杂水平和激子跃迁的衰减速率的变化。我们的研究结果提供了一种方法来定量研究的Raman和PL发射从二硫化钼为基础的垂直异质结构，并代表在ad-hoc调谐PL发射的1 L二硫化钼通过选择合适的衬底的第一步。
2013-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Coupling Reshapes Nonlinear Polarization in a Spin-Defect van der Waals Heterostructure
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
本研究利用偏振分辨二次谐波产生成像，发现PbI₂与含VB⁻的hBN异质结构的界面耦合可重塑非线性极化，使二次谐波产生强度提升六倍，关联了自旋缺陷敏化与界面修饰的有效二阶极化率。
2026-10-14 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Unexpected Electron Transport Suppression in a Heterostructures Graphene MoS2 Multiple Field-Effect Transistor Architecture
我们展示了石墨烯-MoS 2架构集成多个场效应晶体管，我们独立地探测和关联的导电性能的范德华耦合石墨烯-MoS 2接触的MoS 2通道。器件的制造从高质量的单晶单层化学气相沉积生长和扫描拉曼和光致发光光谱的特点。将二硫化钼的跨导曲线与石墨烯接触条纹的电流-电压特性进行比较，揭示了对MoS 2曲线的n侧上的传输的显著抑制。基于从头算建模，该效应被理解为硫空位的捕获，这与直觉相反地取决于场效应，即使石墨烯接触层位于背栅和MoS 2沟道之间。
2022-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Absence of halfmetallicity in defect-free Cr, Mn-delta-doped Digital Magnetic Heterostructures
我们提出了一个组合的密度泛函和多体计算的无缺陷的数字铁磁异质结构的电子和磁性的掺杂GaAs与Cr和Mn。虽然局域密度近似/（+U）预测在这些无缺陷的δ掺杂异质结构的半金属性，我们证明了本地多体相关捕获的动态平均场理论诱导内的少数自旋通道非准粒子状态以上$E_F$。由于这些多体态的存在，半金属带隙被封闭，载流子的自旋极化显著降低。费米能级以下的少数自旋最高价态被发现本地化的GaAs层被认为是独立的电子相关的类型。因此，我们的研究结果证实了这些δ掺杂异质结构中载流子的限制，具有遵循与磁化不同的温度依赖性的自旋极化。我们认为，极化热电子光致发光实验可能会带来的证据，存在于少数自旋通道和他们的有限温度行为的多体状态。
2011-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Filtering the photoluminescence spectra of atomically thin semiconductors with graphene
由过渡金属二硫属化合物（TMD）制成的原子薄半导体是研究强光-物质相互作用的模型系统，并在纳米光子学、光电子学和谷电子学中应用。然而，TMD单分子层的光致发光光谱显示出大量的特征，这些特征特别具有挑战性。在实践层面上，基于单色TMD的发射器将有利于低维器件，但这一挑战尚未得到解决。在这里，我们表明，石墨烯，直接堆叠到TMD单层，使单一和窄线光致发光所产生的TMD中性激子。这种过滤效应源于TMD被石墨烯完全中和，并结合长寿命激子物质到石墨烯的选择性非辐射转移。我们的方法被应用到四个钨和钕基TMD，并建立TMD/石墨烯异质结构作为一组独特的光电构建块，适合于电致发光系统发射可见光和近红外光子在近太赫兹率与线宽接近寿命极限。
2020-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Terahertz Field-Induced Reemergence of Quenched Photoluminescence in Quantum Dots
胶体量子点发光二极管在过去二十年中的持续和协调发展已经将其确立为下一代显示器的基础技术。然而，限制这些器件性能的一个基本问题是由于来自导电电荷传输层的过量电荷导致的光致发光的猝灭。尽管器件设计已经利用了各种变通方法，但这样做通常以限制有效电荷注入为代价。在这里，我们证明了高场太赫兹（THz）脉冲可以显着地照亮淬火量子点的金属表面，这种效果持续几分钟后太赫兹辐射。这种现象归因于太赫兹场去除多余电荷的能力，从而减少了三电子和非辐射俄歇复合。我们的研究结果表明，太赫兹技术可以用来抑制和控制这种不希望的非辐射衰减，可能在未来的设备应用的各种发光材料。
2021-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Unique excitonic effects in tungsten disulphide monolayers on two-layer graphene
已知原子级薄异质结构中的光发射取决于材料的类型、组成层的数量和堆叠顺序。在这里，我们表明，二维基板的厚度可以是至关重要的调制光发射。我们研究了单层二硫化钨（WS2）在单层和双层外延石墨烯上构建的垂直异质结构中的层依赖性电荷转移，揭示了层间电子耦合对这种异质结构的激子性质的影响。我们带来的证据表明，WS2的激子性质可以有效地调整支持石墨烯层的数量。将WS2单层与双层石墨烯集成导致光致发光响应的显著增强，与单层石墨烯上支撑的WS2相比高出一个数量级。我们的研究结果强调了在构建原子级薄层异质结构时衬底工程的重要性。
2018-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
