Quantum Coherence Facilitates Efficient Charge Separation at a MoS2/MoSe2 van der Waals Junction

离域电子 范德瓦尔斯力 电子 化学物理 电子转移 原子物理学 接受者 密度泛函理论 分子物理学 连贯性(哲学赌博策略) 异质结 电荷(物理) 放松(心理学) 凝聚态物理 化学 物理 分子 计算化学 光化学 量子力学 心理学 社会心理学 有机化学
作者
Run Long,Oleg V. Prezhdo
出处
期刊:Nano Letters [American Chemical Society]
卷期号:16 (3): 1996-2003 被引量:269
标识
DOI:10.1021/acs.nanolett.5b05264
摘要

Two-dimensional transition metal dichalcogenides (MX2, M = Mo, W; X = S, Se) hold great potential in optoelectronics and photovoltaics. To achieve efficient light-to-electricity conversion, electron-hole pairs must dissociate into free charges. Coulomb interaction in MX2 often exceeds the charge transfer driving force, leading one to expect inefficient charge separation at a MX2 heterojunction. Experiments defy the expectation. Using time-domain density functional theory and nonadiabatic (NA) molecular dynamics, we show that quantum coherence and donor-acceptor delocalization facilitate rapid charge transfer at a MoS2/MoSe2 interface. The delocalization is larger for electron than hole, resulting in longer coherence and faster transfer. Stronger NA coupling and higher acceptor state density accelerate electron transfer further. Both electron and hole transfers are subpicosecond, which is in agreement with experiments. The transfers are promoted primarily by the out-of-plane Mo-X modes of the acceptors. Lighter S atoms, compared to Se, create larger NA coupling for electrons than holes. The relatively slow relaxation of the "hot" hole suggests long-distance bandlike transport, observed in organic photovoltaics. The electron-hole recombination is notably longer across the MoS2/MoSe2 interface than in isolated MoS2 and MoSe2, favoring long-lived charge separation. The atomistic, time-domain studies provide valuable insights into excitation dynamics in two-dimensional transition metal dichalcogenides.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
curiouscc完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
1秒前
传奇3应助vetgmy采纳,获得10
2秒前
ybdx发布了新的文献求助20
2秒前
帅气的小蚂蚁完成签到,获得积分20
2秒前
燕真发布了新的文献求助10
3秒前
信wz发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
Mike发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
ss发布了新的文献求助10
5秒前
呼呼发布了新的文献求助10
6秒前
Wmhan完成签到 ,获得积分10
6秒前
Yangjueming发布了新的文献求助10
7秒前
JamesPei应助好多多的海采纳,获得10
7秒前
7秒前
健忘可愁应助小y采纳,获得30
8秒前
HHHHH发布了新的文献求助10
8秒前
星辰大海应助邵大王采纳,获得10
9秒前
活泼的从蓉完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
hx完成签到,获得积分10
11秒前
Hello应助Allen采纳,获得10
11秒前
11秒前
12秒前
天天快乐应助April采纳,获得10
12秒前
hhh完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
12秒前
yvxi发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
乐乐应助wei采纳,获得10
13秒前
宁宁宁发布了新的文献求助10
13秒前
小王姐姐完成签到,获得积分10
13秒前
靓丽的悒完成签到 ,获得积分10
14秒前
14秒前
14秒前
高分求助中
(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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1561
Treatise on Geochemistry 1500
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 1400
Specialist Periodical Reports - Organometallic Chemistry Organometallic Chemistry: Volume 46 1000
Holistic Discourse Analysis 600
Beyond the sentence: discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
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 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5514198
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4608120
关于积分的说明 14508732
捐赠科研通 4543952
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2489834
邀请新用户注册赠送积分活动 1471765
关于科研通互助平台的介绍 1443710