Electroluminescence and photocurrent generation from atomically sharp WSe2/MoS2 heterojunction p-n diodes

Nano Letters

Volumn 14, Issue 10, 2014, Pages 5590-5597

  Cheng, Rui ^a   Li, Dehui ^b   Zhou, Hailong ^b   Wang, Chen ^a   Yin, Anxiang ^b   Jiang, Shan ^b   Liu, Yuan ^a   Chen, Yu ^a   Huang, Yu ^a,c   Duan, Xiangfeng ^b,c  

^a University of California   (United States)

^b UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^c CALIFORNIA NANOSYSTEMS INSTITUTE   (United States)

Author keywords

electroluminescence; heterojunction; MoS2; photocurrent; van der Waals; WSe2

Indexed keywords

HETEROJUNCTIONS; PHOTOCURRENTS;

MOS2; P-N DIODE; PHOTOCURRENT GENERATIONS; VAN DER WAALS; WSE2;

ELECTROLUMINESCENCE;

DISULFIDE; MOLYBDENUM; MOLYBDENUM DISULFIDE; NANOMATERIAL; SELENIUM; TUNGSTEN DERIVATIVE;

CHEMISTRY; ELECTRICITY; EQUIPMENT DESIGN; LUMINESCENCE; POWER SUPPLY; SEMICONDUCTOR; ULTRASTRUCTURE;

DISULFIDES; ELECTRIC POWER SUPPLIES; ELECTRICITY; EQUIPMENT DESIGN; LUMINESCENCE; MOLYBDENUM; NANOSTRUCTURES; SELENIUM; SEMICONDUCTORS; TUNGSTEN COMPOUNDS;

EID: 84907880386     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl502075n     Document Type: Article

References (47)

1. Xia, F.; Mueller, T.; Lin, Y.-m.; Valdes-Garcia, A.; Avouris, P. Nat. Nanotechnol. 2009, 4, 839-843
2. Mueller, T.; Xia, F.; Avouris, P. Nat. Photonics. 2010, 4, 297-301
3. Liu, Y.; Cheng, R.; Liao, L.; Zhou, H.; Bai, J.; Liu, G.; Liu, L.; Huang, Y.; Duan, X. Nat. Commun. 2011, 2, 579
4. Sun, D.; Aivazian, G.; Jones, A. M.; Ross, J. S.; Yao, W.; Cobden, D.; Xu, X. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 114-118
5. Lopez-Sanchez, O.; Lembke, D.; Kayci, M.; Radenovic, A.; Kis, A. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 497-501
6. Yu, W. J.; Liu, Y.; Zhou, H.; Yin, A.; Li, Z.; Huang, Y.; Duan, X. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 952-958
7. Britnell, L.; Ribeiro, R.; Eckmann, A.; Jalil, R.; Belle, B.; Mishchenko, A.; Kim, Y.-J.; Gorbachev, R.; Georgiou, T.; Morozov, S. Science 2013, 340, 1311-1314
8. Sun, Z.; Hasan, T.; Torrisi, F.; Popa, D.; Privitera, G.; Wang, F.; Bonaccorso, F.; Basko, D. M.; Ferrari, A. C. ACS Nano 2010, 4, 803-810
9. Bao, Q.; Zhang, H.; Wang, B.; Ni, Z.; Lim, C. H. Y. X.; Wang, Y.; Tang, D. Y.; Loh, K. P. Nat. Photonics. 2011, 5, 411-415
10. Bae, S.; Kim, H.; Lee, Y.; Xu, X.; Park, J.-S.; Zheng, Y.; Balakrishnan, J.; Lei, T.; Kim, H. R.; Song, Y. I. Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 574-578
11. Liu, M.; Yin, X.; Ulin-Avila, E.; Geng, B.; Zentgraf, T.; Ju, L.; Wang, F.; Zhang, X. Nature 2011, 474, 64-67
12. Bonaccorso, F.; Sun, Z.; Hasan, T.; Ferrari, A. Nat. Photonics. 2010, 4, 611-622
13. Avouris, P. Nano Lett. 2010, 10, 4285-4294
14. Mak, K. F.; Lee, C.; Hone, J.; Shan, J.; Heinz, T. F. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 136805
15. Splendiani, A.; Sun, L.; Zhang, Y.; Li, T.; Kim, J.; Chim, C.-Y.; Galli, G.; Wang, F. Nano Lett. 2010, 10, 1271-1275
16. Ramasubramaniam, A. Phys. Rev. B 2012, 86, 115409
17. Cao, T.; Wang, G.; Han, W.; Ye, H.; Zhu, C.; Shi, J.; Niu, Q.; Tan, P.; Wang, E.; Liu, B. Nat. Commun. 2012, 3, 887
18. Feng, J.; Qian, X.; Huang, C.-W.; Li, J. Nat. Photonics 2012, 6, 866-872
19. Mak, K. F.; He, K.; Shan, J.; Heinz, T. F. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 494-498
20. Xiao, D.; Liu, G.-B.; Feng, W.; Xu, X.; Yao, W. Phys. Rev. Lett. 2012, 108, 196802
21. Zeng, H.; Dai, J.; Yao, W.; Xiao, D.; Cui, X. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 490-493
22. Jones, A. M.; Yu, H.; Ghimire, N. J.; Wu, S.; Aivazian, G.; Ross, J. S.; Zhao, B.; Yan, J.; Mandrus, D. G.; Xiao, D. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 634-638
23. Wang, Q. H.; Kalantar-Zadeh, K.; Kis, A.; Coleman, J. N.; Strano, M. S. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 699-712
24. Chuang, S.; Battaglia, C.; Azcatl, A.; McDonnell, S.; Kang, J. S.; Yin, X.; Tosun, M.; Kapadia, R.; Fang, H.; Wallace, R. M.; Javey, A. Nano Lett. 2014, 14, 1337-1342
25. Sundaram, R.; Engel, M.; Lombardo, A.; Krupke, R.; Ferrari, A.; Avouris, P.; Steiner, M. Nano Lett. 2013, 13, 1416-1421
26. Ross, J. S.; Klement, P.; Jones, A. M.; Ghimire, N. J.; Yan, J.; Mandrus, D.; Taniguchi, T.; Watanabe, K.; Kitamura, K.; Yao, W. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 268-272
27. Pospischil, A.; Furchi, M. M.; Mueller, T. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 257-261
28. Baugher, B. W.; Churchill, H. O.; Yang, Y.; Jarillo-Herrero, P. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 262-267
29. Britnell, L.; Gorbachev, R.; Jalil, R.; Belle, B.; Schedin, F.; Mishchenko, A.; Georgiou, T.; Katsnelson, M.; Eaves, L.; Morozov, S. Science 2012, 335, 947-950
30. Georgiou, T.; Jalil, R.; Belle, B. D.; Britnell, L.; Gorbachev, R. V.; Morozov, S. V.; Kim, Y.-J.; Gholinia, A.; Haigh, S. J.; Makarovsky, O. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 100-103
31. Yang, H.; Heo, J.; Park, S.; Song, H. J.; Seo, D. H.; Byun, K.-E.; Kim, P.; Yoo, I.; Chung, H.-J.; Kim, K. Science 2012, 336, 1140-1143
32. Yu, W. J.; Li, Z.; Zhou, H.; Chen, Y.; Wang, Y.; Huang, Y.; Duan, X. Nat. Mater. 2013, 12, 246-252
33. Chuang, S.; Kapadia, R.; Fang, H.; Chang, T. C.; Yen, W.-C.; Chueh, Y.-L.; Javey, A. Appl. Phys. Lett. 2013, 102, 242101
34. Jariwala, D.; Sangwan, V. K.; Wu, C.-C.; Prabhumirashi, P. L.; Geier, M. L.; Marks, T. J.; Lauhon, L. J.; Hersam, M. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2013, 110, 18076-18080
35. Ye, Y.; Ye, Z.; Gharghi, M.; Zhu, H.; Zhao, M.; Yin, X.; Zhang, X. (2014, arXiv:1305.4235. arXiv.org e-Print archive. http://arxiv.org/abs/1305.4235 (accessed June 2014)
36. Liu, H.; Ye, P. D. IEEE Electron Device Lett. 2012, 33, 546-548
37. Zhao, W.; Ghorannevis, Z.; Chu, L.; Toh, M.; Kloc, C.; Tan, P.-H.; Eda, G. ACS Nano 2012, 7, 791-797
38. Whitaker, J. C. The electronics handbook; CRC Press: Boca Raton, FL, 1996.
39. Sze, S. M.; Ng, K. K. Physics of semiconductor devices; John Wiley & Sons: Hoboken, NJ, 2006.
40. Beal, A.; Knights, J.; Liang, W. J. Phys. C: Solid State Phys. 1972, 5, 3540
41. Bromley, R.; Murray, R.; Yoffe, A. J. Phys. C: Solid State Phys. 1972, 5, 759
42. Wilson, J.; Yoffe, A. Adv. Phys. 1969, 18, 193-335
43. Tongay, S.; Zhou, J.; Ataca, C.; Lo, K.; Matthews, T. S.; Li, J.; Grossman, J. C.; Wu, J. Nano Lett. 2012, 12, 5576-5580
44. Fang, H.; Battaglia, C.; Carraro, C.; Nemsak, S.; Ozdol, B.; Kang, J. S.; Bechtel, H. A.; Desai, S. B.; Kronast, F.; Unal, A. A.; Conti, G.; Conlon, C.; Palsson, G. K.; Martin, M. C.; Minor, A. M.; Fadley, C. S.; Yablonovitch, E.; Maboudian, R.; Javey, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2014, 111, 6198-6202
45. Rivera, P.; Schaibley, J. R.; Jones, A. M.; Ross, J. S.; Wu, S.; Aivazian, G.; Klement, P.; Ghimire, N. J.; Yan, J.; Mandrus, D. G.; Yao, W.; Xu, X. (2014, arXiv:1403.4985. arXiv.org e-Print archive. http://arxiv.org/abs/1403.4985 (accessed June 2014).
46. Furchi, M. M.; Pospischil, A.; Libisch, F.; Burgdörfer, J.; Mueller, T. (2014, arXiv:1403.2652. arXiv.org e-Print archive. http://arxiv.org/abs/1403.2652 (accessed June 2014).
47. Lee, C.-H.; Lee, G.-H.; van der Zande, A. M.; Chen, W.; Li, Y.; Han, M.; Cui, X.; Arefe, G.; Nuckolls, C.; Heinz, T. F.; Guo, J.; Hone, J.; Kim, P. (2014, arXiv:1403.4985. arXiv.org e-Print archive. http://arxiv.org/abs/1305.4235 (accessed June 2014).