由石墨烯和过渡金属硫族化合物组成的范德华异质结在光电应用中显示出巨大的潜力。但是，到目前为止，对于器件操作关键过程（即界面电荷转移CT和复合）的深入了解仍然难以捉摸。
有鉴于此，近日，德国马克思普朗克聚合物研究所Hai I. Wang等通过互补探测石墨烯中的超快太赫兹光电导和光激发后WS2中的瞬态吸收动力学，研究了石墨烯-WS2异质结中的这些过程。研究观察到，CT后异质结中的分离电荷寿命非常长，超过1 ns，而之前研究的报道值约为1 ps。这导致了石墨烯的有效光浮栅效应。此外，对于跨石墨烯-WS2界面的CT过程，研究发现，对于低于A激子的激发，它是通过光热电子发射发生的，而对于高于A激子的激发，则是通过从WS2到石墨烯价带的直接空穴转移发生的。这些研究发现为进一步优化光电器件的性能，特别是光电探测提供了独特见解。
图1. g-WS2界面上非平衡热载流子动力学的研究。
图2. 石墨烯-WS2 vdW异质结中的超快速界面CT和长寿命电荷分离。
图3. 石墨烯-WS2界面的CT效率和机理。
文献信息
Long-lived charge separation following pump-wavelength-dependent ultrafast charge transfer in graphene/WS2 heterostructures
(Sci. Adv., 2021, DOI:10.1126/sciadv.abd9061)
文献链接：
https://advances.sciencemag.org/content/7/9/eabd9061
文章来源：低维 昂维
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