Ultrafast dynamics of defect-assisted electron-hole recombination in monolayer MoS2

Nano Letters

Volumn 15, Issue 1, 2015, Pages 339-345

  Wang, Haining ^a   Zhang, Changjian ^a   Rana, Farhan ^a  

^a School of Chemical and Molecular Engineering   (United States)

Author keywords

Auger; defect; monolayer; MoS2; recombination; ultrafast

Indexed keywords

AUGERS; DEFECTS; DYNAMICS; MOLYBDENUM COMPOUNDS; MONOLAYERS; OPTICAL PUMPING; PROBES; PUMPS; RATE CONSTANTS; TIME MEASUREMENT;

CARRIER RECOMBINATION DYNAMICS; ELECTRON-HOLE RECOMBINATION; MOS2; PHOTOEXCITED ELECTRONS; RECOMBINATION; TWO-DIMENSIONAL METALS; ULTRA-FAST; ULTRA-FAST DYNAMICS;

ELECTRONS;

DISULFIDE; MOLYBDENUM; MOLYBDENUM DISULFIDE;

CHEMICAL MODEL; CHEMISTRY; ELECTRON;

DISULFIDES; ELECTRONS; MODELS, CHEMICAL; MOLYBDENUM;

EID: 84920954961     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl503636c     Document Type: Article

References (61)

1. Podzorov, V.; Gershenson, M. E.; Kloc, C.; Zeis, R.; Bucher, E. Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 3301-3303
2. Splendiani, A.; Sun, L.; Zhang, Y.; Li, T.; Kim, J.; Chim, C.-Y.; Galli, G.; Wang, F. Nano Lett. 2010, 10, 1271-1275
3. Mak, K. F.; Lee, C.; Hone, J.; Shan, J.; Heinz, T. F. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 136805
4. Van der Zande, A. M.; Huang, P. Y.; Chenet, D. A.; Berkelbach, T. C.; You, Y.; Lee, G.-H.; Heinz, T. F.; Reichman, D. R.; Muller, D. A.; Hone, J. C. Nat. Mater. 2013, 554-561
5. Wang, Q. H.; Kalantar-Zadeh, K.; Kis, A.; Coleman, J. N.; Strano, M. S. Nat. Nanotechnol. 2012, 699-712
6. Mak, K. F.; He, K.; Shan, J.; Heinz, T. F. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 494-498
7. Mak, K. F.; He, K.; Lee, C.; Lee, G. H.; Hone, J.; Heinz, T. F.; Shan, J. Nat. Mater. 2013, 7, 207-211
8. Yoon, Y.; Ganapathi, K.; Salahuddin, S. Nano Lett. 2011, 11, 3768-3773
9. Wang, H.; Yu, L.; Lee, Y.-H.; Shi, Y.; Hsu, A.; Chin, M. L.; Li, L.-J.; Dubey, M.; Kong, J.; Palacios, T. Nano Lett. 2012, 12, 4674-4680
10. Lopez-Sanchez, O.; Lembke, D.; Kayci, M.; Radenovic, A.; Kis, A. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 497-501
11. Zhu, W.; Low, T.; Lee, Y.-H.; Wang, H.; Farmer, D. B.; Kong, J.; Xia, F.; Avouris, P. Nat. Commun. 2014, 5, 4087
12. Radisavljevic, B.; Radenovic, A.; Brivio, J.; Giacometti, V.; Kis, A. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 147
13. Ross, J. S.; Klement, P.; Jones, A. M.; Ghimire, N. J.; Yan, J.; Mandrus, D. G.; Taniguchi, T.; Watanabe, K.; Kitamura, K.; Yao, W.; Cobden, D. H.; Xu, X. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 268-272
14. Zhang, Y.; Ye, J.; Matsuhashi, Y.; Iwasa, Y. Nano Lett. 2012, 12, 1136-1140
15. Das, S.; Chen, H.-Y.; Penumatcha, A. V.; Appenzeller, J. Nano Lett. 2013, 13, 100-105
16. Yin, Z.; Li, H.; Li, H.; Jiang, L.; Shi, Y.; Sun, Y.; Lu, G.; Zhang, Q.; Chen, X.; Zhang, H. ACS Nano 2012, 6, 74-80
17. Sundaram, R. S.; Engel, M.; Lombardo, A.; Krupke, R.; Ferrari, A. C.; Avouris, P.; Steiner, M. Nano Lett. 2013, 13, 1416-1421
18. Baugher, B. W. H.; Churchill, H. O. H.; Yang, Y.; Jarillo-Herrero, P. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 262-267
19. Schnitzer, I.; Yablonovitch, E.; Caneau, C.; Gmitter, T. J. Appl. Phys. Lett. 1993, 62, 131-133
20. Shi, H.; Yan, R.; Bertolazzi, S.; Brivio, J.; Gao, B.; Kis, A.; Jena, D.; Xing, H. G.; Huang, L. ACS Nano 2013, 7, 1072-1080
21. Wang, R.; Ruzicka, B. A.; Kumar, N.; Bellus, M. Z.; Chiu, H.-Y.; Zhao, H. Phys. Rev. B 2012, 86, 045406
22. Chemla, D. S.; Miller, D. A. B. J. Opt. Soc. Am. B 1985, 2, 1155-1173
23. Henry, C. H.; Lang, D. V. Phys. Rev. B 1977, 15, 989-1016
24. Lax, M. Phys. Rev. 1960, 119, 1502-1523
25. Ridley, B. K. Quantum Processes in Semiconductors, 5 th ed.; Oxford University Press: New York, 2013.
26. Landsberg, P. T. Recombination in Semiconductors, 1 st ed.; Cambridge University Press: Cambridge, U.K., 1992.
27. Robbins, D. J.; Landsberg, P. T. J. Phys. C: Solid State Phys. 1980, 13, 2425
28. Zhang, C.; Wang, H.; Chan, W.; Manolatou, C.; Rana, F. Phys. Rev. B 2014, 89, 205436
29. Berkelbach, T. C.; Hybertsen, M. S.; Reichman, D. R. Phys. Rev. B 2013, 88, 045318
30. Lee, C.; Yan, H.; Brus, L. E.; Heinz, T. F.; Hone, J.; Ryu, S. ACS Nano 2010, 4, 2695-2700
31. Chakraborty, B.; Bera, A.; Muthu, D. V. S.; Bhowmick, S.; Waghmare, U. V.; Sood, A. K. Phys. Rev. B 2012, 85, 161403
32. Dawlaty, J. M.; Shivaraman, S.; Strait, J. H.; George, P. A.; Chandrashekhar, M.; Rana, F.; Spencer, M. G.; Veksler, D.; Chen, Y. Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 131905
33. George, P. A.; Strait, J. H.; Dawlaty, J.; Shivaraman, S.; Chandrashekhar, M.; Rana, F.; Spencer, M. G. Nano Lett. 2008, 8, 4248-4251
34. Fan, H. Y. Semiconductors and Semimetals; Academic Press: New York, 1967; Vol. 3.
35. Kaindl, R. A.; Carnahan, M. A.; Hägele, D.; Chemla, D. S. Nature 2003, 423, 734-738
36. Kaindl, R. A.; Hägele, D.; Carnahan, M. A.; Chemla, D. S. Phys. Rev. B 2009, 79, 045320
37. Kira, M.; Koch, S. Progr. Quantum Electron. 2006, 30, 155-296
38. Olszakier, M.; Ehrenfreund, E.; Cohen, E.; Bajaj, J.; Sullivan, G. J. Phys. Rev. Lett. 1989, 62, 2997-3000
39. Sadeghi, S. M.; Li, W. Phys. Rev. B 2004, 70, 195321
40. Korn, T.; Heydrich, S.; Hirmer, M.; Schmutzler, J.; Schller, C. Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 102109
41. Lagarde, D.; Bouet, L.; Marie, X.; Zhu, C. R.; Liu, B. L.; Amand, T.; Tan, P. H.; Urbaszek, B. Phys. Rev. Lett. 2014, 112, 047401
42. Tanaka, A.; Watkins, N. J.; Gao, Y. Phys. Rev. B 2003, 67, 113315
43. Wang, H.; Strait, J. H.; George, P. A.; Shivaraman, S.; Shields, V. B.; Chandrashekhar, M.; Hwang, J.; Rana, F.; Spencer, M. G.; Ruiz-Vargas, C. S.; Park, J. Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 081917
44. 2. 2014, arXiv:1409.3996 [cond-mat.mes-hall] (accessed Sept. 2014).
45. Riddoch, F. A.; Jaros, M. J. Phys. C: Solid State Phys. 1980, 13, 6181
46. Haug, A. Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 1993, 56, 567-569
47. Hornbeck, J. A.; Haynes, J. R. Phys. Rev. 1955, 97, 311-321
48. Haynes, J. R.; Hornbeck, J. A. Phys. Rev. 1955, 100, 606-615
49. Blakemore, J. S. Phys. Rev. 1958, 110, 1301-1308
50. Choo, S. C. Phys. Rev. B 1970, 1, 687-696
51. Wertheim, G. K. Phys. Rev. 1958, 109, 1086-1091
52. Fuhr, J. D.; Saúl, A.; Sofo, J. O. Phys. Rev. Lett. 2004, 92, 026802
53. Komsa, H.-P.; Kotakoski, J.; Kurasch, S.; Lehtinen, O.; Kaiser, U.; Krasheninnikov, A. V. Phys. Rev. Lett. 2012, 109, 035503
54. Enyashin, A. N.; Bar-Sadan, M.; Houben, L.; Seifert, G. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 10842-10848
55. Zhou, W.; Zou, X.; Najmaei, S.; Liu, Z.; Shi, Y.; Kong, J.; Lou, J.; Ajayan, P. M.; Yakobson, B. I.; Idrobo, J.-C. Nano Lett. 2013, 13, 2615-2622
56. Noh, J.-Y.; Kim, H.; Kim, Y.-S. Phys. Rev. B 2014, 89, 205417
57. Yuan, S.; Roldán, R.; Katsnelson, M. I.; Guinea, F. Phys. Rev. B 2014, 90, 041402
58. Liu, D.; Guo, Y.; Fang, L.; Robertson, J. Appl. Phys. Lett. 2013, 103, 183113
59. Jariwala, D.; Sangwan, V. K.; Late, D. J.; Johns, J. E.; Dravid, V. P.; Marks, T. J.; Lauhon, L. J.; Hersam, M. C. Appl. Phys. Lett. 2013, 102, 173107
60. Docherty, C. J.; Parkinson, P.; Joyce, H. J.; Chiu, M.-H.; Chen, C.-H.; Lee, M.-Y.; Li, L.-J.; Herz, L. M.; Johnston, M. B. ACS Nano 2014, 8, 11147-11153
61. Cho, K.; Kim, T.-Y.; Park, W.; Park, J.; Kim, D.; Jang, J.; Jeong, H.; Hong, S.; Lee, T. Nanotechnology 2014, 25, 155201