Robust Stacking-Independent Ultrafast Charge Transfer in MoS2/WS2 Bilayers

堆积 材料科学 异质结 超短脉冲 电子转移 光电子学 密度泛函理论 范德瓦尔斯力 双层 激子 电荷(物理) 化学物理 纳米技术 光学 凝聚态物理 物理 化学 计算化学 分子 量子力学 生物化学 有机化学 核磁共振 激光器
作者
Ziheng Ji,Hao Hong,Jin Zhang,Qi Zhang,Wei Huang,Ting Cao,Ruixi Qiao,Can Liu,Jing Liang,Chuanhong Jin,Liying Jiao,Kebin Shi,Sheng Meng,Kaihui Liu
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:11 (12): 12020-12026 被引量:148
标识
DOI:10.1021/acsnano.7b04541
摘要

Van der Waals-coupled two-dimensional (2D) heterostructures have attracted great attention recently due to their high potential in the next-generation photodetectors and solar cells. The understanding of charge-transfer process between adjacent atomic layers is the key to design optimal devices as it directly determines the fundamental response speed and photon-electron conversion efficiency. However, general belief and theoretical studies have shown that the charge transfer behavior depends sensitively on interlayer configurations, which is difficult to control accurately, bringing great uncertainties in device designing. Here we investigate the ultrafast dynamics of interlayer charge transfer in a prototype heterostructure, the MoS2/WS2 bilayer with various stacking configurations, by optical two-color ultrafast pump–probe spectroscopy. Surprisingly, we found that the charge transfer is robust against varying interlayer twist angles and interlayer coupling strength, in time scale of ∼90 fs. Our observation, together with atomic-resolved transmission electron characterization and time-dependent density functional theory simulations, reveals that the robust ultrafast charge transfer is attributed to the heterogeneous interlayer stretching/sliding, which provides additional channels for efficient charge transfer previously unknown. Our results elucidate the origin of transfer rate robustness against interlayer stacking configurations in optical devices based on 2D heterostructures, facilitating their applications in ultrafast and high-efficient optoelectronic and photovoltaic devices in the near future.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
研友_8QxMdZ发布了新的文献求助10
1秒前
哇哈完成签到 ,获得积分10
1秒前
For-t-完成签到 ,获得积分10
2秒前
研友_8QxMdZ完成签到,获得积分10
8秒前
丁丁发布了新的文献求助10
8秒前
狮心折刀完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
无花果应助神勇胡萝卜采纳,获得30
14秒前
ZYY发布了新的文献求助10
14秒前
keke完成签到,获得积分10
14秒前
科研通AI5应助852采纳,获得10
19秒前
在水一方应助ZYY采纳,获得10
20秒前
顾矜应助Cyanvega采纳,获得10
21秒前
23秒前
och3完成签到,获得积分10
25秒前
26秒前
852发布了新的文献求助10
31秒前
32秒前
35秒前
Cyanvega发布了新的文献求助10
37秒前
酋长家大母鹅完成签到,获得积分10
38秒前
38秒前
zzh319完成签到,获得积分10
42秒前
肉丸子发布了新的文献求助10
43秒前
小写完成签到,获得积分10
45秒前
47秒前
CodeCraft应助爱听歌笑寒采纳,获得10
50秒前
糖果苏扬完成签到 ,获得积分10
51秒前
韩涵发布了新的文献求助10
51秒前
肉丸子完成签到,获得积分20
55秒前
55秒前
56秒前
58秒前
59秒前
1分钟前
baroque发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
黑白发布了新的文献求助10
1分钟前
洁净山灵发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
Computational Atomic Physics for Kilonova Ejecta and Astrophysical Plasmas 500
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
Cybersecurity Blueprint – Transitioning to Tech 400
Mixing the elements of mass customisation 360
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3782187
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3327590
关于积分的说明 10232533
捐赠科研通 3042546
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1670040
邀请新用户注册赠送积分活动 799600
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758844