单层二硫化钨缺陷控制及宽带发光性质研究

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单层二硫化钨(1L-WS2)是一种重要的二维半导体材料。由于具有宽的直接带隙和独特的光电性能,在场效应晶体管(FETs)、发光二极管(LED)、太阳能电池、光电晶体管、光电探测器等方面得到广泛的应用。碳量子点(CQDs)是一种新型的零维纳米材料,具有高的量子产率和稳定的光学性质,在医学成像技术、环境监测、化学分析、催化剂制备、能源开发等许多的领域都有较好的应用前景。在本文中,我们首先利用气相输运法(VT)制备出有硫空位缺陷的1L-WS2,随着缺陷密度的增加,荧光光谱发生明显红移。样品在不同激光激发下,LA(M)、2LA(M)和A1’(Г)振动模式的拉曼峰强度的显示共振特性,并通过变温荧光和拉曼测试揭示了缺陷对激子能量和拉曼共振的重要影响。然后进行了 CQDs和1L-WS2之间的相互作用的研究,我们使用在500-600 nm光区域具有强光吸收和光致发光(PL)的CQD制备了氮化的CQD/1L-WS2复合结构。氮化程度不同的CQD对1L-WS2均表现为p型掺杂剂,但1L-WS2的PL强度异常淬灭超过70%。CQD和1L-WS2的复合缩短了二者的PL寿命,非辐射能量转移(NRET)效应可成功解释这种现象。最后,我们用了一种全新的方法制备WS2样品——EuC13催化法,借助荧光和拉曼光谱的分析,验证了 Eu元素掺杂后进入WS2的晶格中。
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