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國防科技大學Tian Jiang課題組--石墨烯-WS2異質(zhì)結構中光載流子產(chǎn)生的聲子循環(huán)

電子-聲子散射是限制現(xiàn)代納米電子和光電設備效率的關鍵過程，其中大多數(shù)入射能量都轉(zhuǎn)換為晶格熱并最終耗散到環(huán)境中。在這里，我們報道了石墨烯-WS₂異質(zhì)結構中的聲子循環(huán)過程，它將石墨烯中產(chǎn)生的熱量耦合回WS₂中的載流子分布。在泵運能量從1.77到0.48 eV的大范圍內(nèi)，光譜解析瞬態(tài)吸收顯微鏡實驗記錄了這一循環(huán)過程，并使用界面熱輸運模型進行了理論描述。聲子循環(huán)過程具有較慢的特征時間(>100ps)，有利于載流子的提取，并且不同于石墨烯-WS₂異質(zhì)結構中常見的超快熱載流子轉(zhuǎn)移(~1ps)。聲子循環(huán)和載流子轉(zhuǎn)移的結合，使得石墨烯基異質(zhì)結構在寬頻帶高效電子和光電子應用中具有很大的吸引力。

Fig. 1 實驗的實現(xiàn)與結果。

Fig. 2 由上升的費米能量引起的APR過程。

Fig. 3 通過插入間隔調(diào)整APR過程。

Fig. 4 隨泵通量變化的APR特性。

相關研究成果于2020年由國防科技大學Tian Jiang課題組，發(fā)表在Nature Communications (https://doi.org/10.1038/s41467-020-17728-x)上。原文：Acoustic phonon recycling for photocarrier generation in graphene-WS₂ heterostructures。

摘自《石墨烯雜志》公眾號：



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