由石墨烯和過渡金屬二鹵代烷組成的范德華異質結構在光電子學方面表現出很大的應用前景。然而，對器件運行的關鍵過程，即界面電荷轉移(CT)和重組的深入理解，至今仍是難以捉摸的。在這里，我們通過互補探測石墨烯中的超快太赫茲光導率和光激發后WS
2中的瞬態吸收動力學，來研究石墨烯-WS
2異質結構中的這些過程。我們觀察到，在CT后的異質結構中分離的電荷壽命非常長:超過1 ns，而之前的研究報道的電荷分離僅為~1 ps。這就導致了石墨烯的高效光化。此外，對于石墨烯-WS
2界面的CT過程，我們發現它是通過亞激子激發的光熱電子發射和在亞激子激發時從WS
2直接空穴轉移到石墨烯的價帶進行的。這些發現為進一步優化光電器件的性能，特別是光探測提供了見解。
Fig. 1. g-WS
2界面非平衡熱載流子動力學研究。
Fig. 2. 石墨烯-WS
2 vdW異質結構中的超快速界面CT和長壽命電荷分離。
Fig. 3. 石墨烯-WS
2接口的CT效率和機理。
相關研究成果于2021年由德國馬普高分子研究所Hai I. Wang課題組，發表在Science Advances（DOI: 10.1126/sciadv.abd9061）上。原文：Long-lived charge separation following pump-wavelength–dependent ultrafast charge transfer in graphene/WS
2 heterostructures。
轉自《石墨烯雜志》公眾號
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