异质外延应变工程与界面能量传递增强C60/WS2范德瓦尔斯异质结构中的光电性能

《Advanced Materials》：Heteroepitaxial Strain Engineering and Interfacial Energy Transfer Boosting Optoelectronic Properties in C60/WS2 van der Waals Heterostructures

范德华异质结构中C60分子与单层WS2的异质外延组装形成一维聚合物链，通过界面应变诱导和能量传递实现光致发光强度提升310%，并优化器件性能。电荷载流子迁移率达10.4 cm2/Vs，光电响应度46.4 A/W，检测度3.6×1012 Jones。

　　

摘要

通过工程化设计范德华（vdW）异质结构，将分子半导体与原子级平坦的纳米材料结合在一起，可以在异质界面处灵活调控光电性能。本文报道了在单层二硫化钨（ML-WS₂）上异质外延生长C₆₀分子的过程：异质界面处C₆₀晶格的各向异性压缩应变促使形成了一维聚合物C₆₀链，并激活了原本受对称性限制的S₁ → S₀光学跃迁。这种效应与ML-WS₂向C₆₀的界面能量传递相结合，使得光致发光（PL）强度相比无序的C₆₀聚集体提高了310%。由此制备的C₆₀/ML-WS₂晶体管表现出优异的电学和光电性能，载流子迁移率达到了10.4 cm² V^?1 s^?1，这得益于与Au电极之间仅230 meV的极低接触势垒。这些器件具有高达46.4 A W^?1的光响应度和3.6 × 10¹² Jones的探测灵敏度，远超未经改性的ML-WS₂器件。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。