介電環(huán)境對薄層二硫化鉬光學(xué)性質(zhì)的影響.pdf

1、層狀過度金屬二硫化物由于其在薄層情況下展現(xiàn)出的杰出性能，使其受到越來越多的關(guān)注。二硫化鉬是一種典型的過度金屬二硫化物，單層二硫化鉬有較高的載流子遷移率，并且是直接帶隙半導(dǎo)體，這使其在光電領(lǐng)域能夠彌補(bǔ)石墨烯的不足。有關(guān)單層二硫化鉬光致發(fā)光的研究發(fā)現(xiàn)，懸空的單層二硫化鉬比二氧化硅基底上的單層二硫化鉬的光致發(fā)光量子產(chǎn)率高，這說明單層二硫化鉬晶體的光學(xué)性質(zhì)易受外界條件影響而改變。因此，研究介電環(huán)境對單-多層二硫化鉬光學(xué)性質(zhì)的影響，對于材料的實(shí)際

2、應(yīng)用具有重要意義。
　　本文研究了二氧化硅、氮化硅和藍(lán)寶石三種襯底對1~4層及體塊二硫化鉬的拉曼光譜以及光致發(fā)光光譜的影響。研究發(fā)現(xiàn)在三種襯底上，薄層二硫化鉬的A1g和E12g拉曼特征峰頻移差隨著樣品層數(shù)增加而單調(diào)遞增。這說明在三種襯底上，拉曼光譜都可作為判斷層數(shù)的有力工具。氮化硅和藍(lán)寶石襯底對薄層二硫化鉬引入p型摻雜，從而引起A1g峰發(fā)生比較明顯的藍(lán)移。在二氧化硅和氮化硅襯底上，2LA(M)峰的峰位都隨樣品層數(shù)降低而單調(diào)遞減，我

3、們將其歸因于A2u峰的紅移和D峰強(qiáng)度的增加。其次，在三種襯底上，隨著樣品層數(shù)降低，薄層二硫化鉬的PL強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。這是由于直接帶隙半導(dǎo)體中聲子輔助的載流子帶內(nèi)弛豫率relaxτ?0導(dǎo)致的。此外，藍(lán)寶石上的三層樣品的PL峰強(qiáng)度與二氧化硅襯底上的三層樣品的PL峰強(qiáng)度可比擬。氮化硅襯底上的雙層二硫化鉬的PL峰強(qiáng)度超過了二氧化硅襯底上的雙層二硫化鉬的PL峰強(qiáng)度。我們將其歸因于介電屏蔽效應(yīng)增強(qiáng)導(dǎo)致的PL峰強(qiáng)度提高。最后，將薄層二硫化鉬從二氧化硅襯