Determination of layer-dependent exciton binding energies in few-layer black phosphorus

黑磷 图层(电子) 激子 结合能 化学物理 材料科学 化学 生物物理学 物理 分子物理学 原子物理学 纳米技术 生物 光电子学 凝聚态物理 冶金
作者
Guowei Zhang,Andrey Chaves,Shenyang Huang,Fanjie Wang,Qiaoxia Xing,Tony Low,Hugen Yan
出处
期刊:Science Advances [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:4 (3): eaap9977-eaap9977 被引量:172
标识
DOI:10.1126/sciadv.aap9977
摘要

The attraction between electrons and holes in semiconductors forms excitons, which largely determine the optical properties of the hosting material, and hence the device performance, especially for low-dimensional systems. Mono- and few-layer black phosphorus (BP) are emerging two-dimensional (2D) semiconductors. Despite its fundamental importance and technological interest, experimental investigation of exciton physics has been rather limited. We report the first systematic measurement of exciton binding energies in ultrahigh-quality few-layer BP by infrared absorption spectroscopy, with layer (L) thickness ranging from 2 to 6 layers. Our experiments allow us to determine the exciton binding energy, decreasing from 213 meV (2L) to 106 meV (6L). The scaling behavior with layer numbers can be well described by an analytical model, which takes into account the nonlocal screening effect. Extrapolation to free-standing monolayer yields a large binding energy of ~800 meV. Our study provides insights into 2D excitons and their crossover from 2D to 3D, and demonstrates that few-layer BP is a promising high-quality optoelectronic material for potential infrared applications.
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
未闻星名完成签到 ,获得积分10
刚刚
巴山完成签到,获得积分10
3秒前
CJW完成签到 ,获得积分10
3秒前
songliyan完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
LMF完成签到 ,获得积分10
11秒前
大意的火龙果完成签到 ,获得积分10
13秒前
满意的伊完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
活泼的大船完成签到,获得积分0
28秒前
长情笑柳完成签到 ,获得积分10
35秒前
李木槿完成签到 ,获得积分10
39秒前
40秒前
qhcaywy完成签到,获得积分10
41秒前
wwe发布了新的文献求助10
45秒前
50秒前
尊敬依珊完成签到 ,获得积分10
54秒前
zys发布了新的文献求助10
56秒前
ECHO完成签到,获得积分10
1分钟前
蝴蝶兰完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
点点完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小蘑菇应助武雨寒采纳,获得10
1分钟前
czj完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
agui完成签到 ,获得积分10
1分钟前
武雨寒发布了新的文献求助10
1分钟前
lili完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
文静土豆完成签到 ,获得积分10
1分钟前
mdJdm完成签到 ,获得积分10
1分钟前
echo完成签到 ,获得积分10
1分钟前
夕阳下仰望完成签到 ,获得积分10
1分钟前
华仔应助zys采纳,获得10
1分钟前
1分钟前
独特的鱼发布了新的文献求助10
2分钟前
scc完成签到,获得积分10
2分钟前
桐桐应助独特的鱼采纳,获得10
2分钟前
111完成签到 ,获得积分10
2分钟前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7252925
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8875060
关于积分的说明 18734494
捐赠科研通 6933484
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3199816
关于科研通互助平台的介绍 2374606
邀请新用户注册赠送积分活动 2174506