Equally efficient interlayer exciton relaxation and improved absorption in epitaxial and nonepitaxial MoS2/WS2 Heterostructures

Nano Letters

Volumn 15, Issue 1, 2015, Pages 486-491

  Yu, Yifei ^a   Hu, Shi ^a   Su, Liqin ^c   Huang, Lujun ^a   Liu, Yi ^b   Jin, Zhenghe ^a   Purezky, Alexander A ^d   Geohegan, David B ^d   Kim, Ki Wook ^a   Zhang, Yong ^c   Cao, Linyou ^a,b  

^a North Carolina State University   (United States)

^b NORTH CAROLINA STATE UNIVERSITY   (United States)

^c University of North Carolina at Charlotte   (United States)

^d OAK RIDGE NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

interlayer charge transfer; Molybdenum disulfide; tungsten disulfide; two dimensional heterojunction; van der Waals epitaxy

Indexed keywords

CHARGE TRANSFER; ELECTROMAGNETIC WAVE ABSORPTION; EPITAXIAL GROWTH; EXCITONS; LATTICE MISMATCH; LIGHT ABSORPTION; MOLYBDENUM COMPOUNDS; MONOLAYERS; PHOTONIC DEVICES; SEMICONDUCTOR QUANTUM WELLS; SOLAR CELLS; VAN DER WAALS FORCES;

INTERFACIAL IMPERFECTION; MOLYBDENUM DISULFIDE; OPTICAL FUNCTIONALITIES; ORDERS OF MAGNITUDE; PHOTOLUMINESCENCE INTENSITIES; SEMICONDUCTOR HETEROSTRUCTURES; TUNGSTEN DISULFIDE; VAN DER WAALS EPITAXY;

HETEROJUNCTIONS;

EID: 84920989151     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl5038177     Document Type: Article

References (42)

1. Weisbuch, G.; Vinter, B. Quantum Semiconductor Sturctures: Fundamentals and Applications; Academic Press: San Diego, 1991.
2. Piprek, J. Semiconductor Optoelectronic Devices; Academic Press: San Diego, 2003.
3. Gao, G. H.; Gao, W.; Cannuccia, E.; Taha-Tijerina, J.; Balicas, L.; Mathkar, A.; Narayanan, T. N.; Liu, Z.; Gupta, B. K.; Peng, J.; Yin, Y. S.; Rubio, A.; Ajayan, P. M. Nano Lett. 2012, 12, 3518-3525
4. Geim, A. K.; Grigorieva, I. V. Nature 2013, 499, 419-425
5. Britnell, L.; Ribeiro, R. M.; Eckmann, A.; Jalil, R.; Belle, B. D.; Mishchenko, A.; Kim, Y. J.; Gorbachev, R. V.; Georgiou, T.; Morozov, S. V.; Grigorenko, A. N.; Geim, A. K.; Casiraghi, C.; Neto, A. H. C.; Novoselov, K. S. Science 2013, 340, 1311-1314
6. Shi, Y. M.; Zhou, W.; Lu, A. Y.; Fang, W. J.; Lee, Y. H.; Hsu, A. L.; Kim, S. M.; Kim, K. K.; Yang, H. Y.; Li, L. J.; Idrobo, J. C.; Kong, J. Nano Lett. 2012, 12, 2784-2791
7. 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.; Eaves, L.; Ponomarenko, L. A.; Geim, A. K.; Novoselov, K. S.; Mishchenko, A. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 100-103
8. Yu, W. J.; Li, Z.; Zhou, H.; Chen, Y.; Wang, Y.; Huang, Y.; Duan, X. Nat. Mater. 2013, 12, 246-252
9. Zhang, W.; Chuu, C.-P.; Huang, J.-K.; Chen, C. H.; Tsai, M.-L.; Chang, Y.-H.; Liang, C.-T.; He, J.-H.; Chou, M.-Y.; Li, L.-J. Sci. Rep. 2013, 4, 3826
10. Ji, Q. Q.; Zhang, Y. F.; Gao, T.; Zhang, Y.; Ma, D. L.; Liu, M. X.; Chen, Y. B.; Qiao, X. F.; Tan, P. H.; Kan, M.; Feng, J.; Sun, Q.; Liu, Z. F. Nano Lett. 2013, 13, 3870-3877
11. Komsa, H.-P.; Krasheninnikov, A. V. Phys. Rev. B 2013, 88, 085318
12. Kos̈mider, K.; Fernández-Rossier, J. Phys. Rev. B 2013, 87, 075451
13. Terrones, H.; López-Urías, F.; Terrones, M. Sci. Rep. 2013, 3, 1549
14. Kang, J.; Tongay, S.; Zhou, J.; Li, J. B.; Wu, J. Q. Appl. Phys. Lett. 2013, 102
15. 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, 6198-6202
16. 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. arXiv: 1403.4985 2014.
17. Hong, X.; Kim, J.; Shi, S.-F.; Zhang, Y.; Jin, C.; Sun, Y.; Tongay, S.; Wu, J.; Zhang, Y.; Wang, F. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 682-686
18. Gong, Y.; Lin, J.; Wang, X.; Shi, G.; Lei, S.; Lin, Z.; Zou, X.; Ye, G.; Vajtai, R.; Yakobson, B. I.; Terrones, H.; Terrones, M.; Tay, B. K.; Lou, J.; Pantelides, S. T.; Liu, Z.; Zhou, W.; Ajayan, P. M. Nat. Mater. 2014, 13, 1135-1142
19. Pospischil, A.; Furchi, M. M.; Mueller, T. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 257-261
20. Lee, C.-H.; Lee, G.-H.; Zande, A. M. v. d.; Chen, W.; Li, Y.; Han, M.; Cui, X.; Arefe, G.; Nuckolls, C.; Heinz, T. F.; Guo, J.; Hone, J.; Kim, P. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 676-681
21. Najmaei, S.; Liu, Z.; Zhou, W.; Zou, X. L.; Shi, G.; Lei, S. D.; Yakobson, B. I.; Idrobo, J. C.; Ajayan, P. M.; Lou, J. Nat. Mater. 2013, 12, 754-759
22. van der Zande, A. M.; Huang, P. Y.; Chenet, D. A.; Berkelbach, T. C.; You, Y. M.; Lee, G. H.; Heinz, T. F.; Reichman, D. R.; Muller, D. A.; Hone, J. C. Nat. Mater. 2013, 12, 554-561
23. Lee, Y. H.; Zhang, X. Q.; Zhang, W.; Chang, M. T.; Lin, C. T.; Chang, K. D.; Yu, Y. C.; Wang, J. T. W.; Chang, C. S.; Li, L. J. Adv. Mater. 2012, 24, 2320-2325
24. Butler, S. Z.; Hollen, S. M.; Cao, L.; Cui, Y.; Gupta, J. A.; Gutiérrez, H. R.; Heinz, T. F.; Hong, S. S.; Huang, J.; Ismach, A. F.; Johnston-Halperin, E.; Kuno, M.; Plashnitsa, V. V.; Robinson, R. D.; Ruoff, R. S.; Salahuddin, S.; Shan, J.; Shi, L.; Spencer, M. G.; Terrones, M.; Windl, W.; Goldberger, J. E. ACS Nano 2013, 7, 2898-2926
25. Lee, Y.-H.; Yu, L.; Wang, H.; Fang, W.; Ling, X.; Shi, Y.; Lin, C.-T.; Huang, J.-K.; Chang, M.-T.; Chang, C.-S. Nano Lett. 2013, 13, 1852-1857
26. Tongay, S.; Fan, W.; Kang, J.; Park, J.; Koldemir, U.; Suh, J.; Narang, D. S.; Liu, K.; Ji, J.; Li, J.; Sinclair, R.; Wu, J. Nano Lett. 2014, 14, 3185-3190
27. Schonfeld, B.; Huang, J.; Moss, S. Acta Crystallogr.; Sect. B: Struct. Sci. 1983, 39, 404-407
28. Schutte, W.; De Boer, J.; Jellinek, F. J. Solid State Chem. 1987, 70, 207-209
29. Yu, Y. F.; Li, C.; Liu, Y.; Su, L. Q.; Zhang, Y.; Cao, L. Y. Sci. Rep. 2013, 3, 1866
30. Mak, K. F.; Lee, C.; Hone, J.; Shan, J.; Heinz, T. F. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 136805
31. Splendiani, A.; Sun, L.; Zhang, Y. B.; Li, T. S.; Kim, J.; Chim, C. Y.; Galli, G.; Wang, F. Nano Lett. 2010, 10, 1271-1275
32. Cheiwchanchamnangij, T.; Lambrecht, W. R. L. Phys. Rev. B 2012, 85, 205302
33. Buscema, M.; Steele, G. A.; Zant, H. S. J. v. d.; Castellanos-Gomez, A. Nano Res. 2014, 7, 561-571
34. Miller, D. A. B. Quantum Mechanics for Scientists and Engineers; Cambridge University Press: New York, 2008.
35. Korn, T.; Heydrich, S.; Hirmer, M.; Schmutzler, J.; Schuller, C. Appl. Phys. Lett. 2011, 99, 102109
36. Mai, C.; Barrette, A.; Yu, Y. F.; Semenov, Y. G.; Kim, K. W.; Cao, L. Y.; Gundogdu, K. Nano Lett. 2014, 14, 202-206
37. Gutierrez, H. R.; Perea-Lopez, N.; Elias, A. L.; Berkdemir, A.; Wang, B.; Lv, R.; Lopez-Urias, F.; Crespi, V. H.; Terrones, H.; Terrones, M. Nano Lett. 2013, 13, 3447-3454
38. Gurarslan, A.; Yu, Y.; Su, L.; Yu, Y.; Suarez, F.; Yao, S.; Zhu, Y.; Ozturk, M.; Zhang, Y.; Cao, L. ACS Nano 2014, 8, 11522-11528
39. Fivaz, R.; Mooser, E. Phys. Rev. 1964, 136, A833
40. Consadori, F.; Frindt, R. Phys. Rev. B 1970, 2, 4893
41. Mak, K. F.; He, K. L.; Lee, C.; Lee, G. H.; Hone, J.; Heinz, T. F.; Shan, J. Nat. Mater. 2013, 12, 207-211
42. Ramasubramaniam, A. Phys. Rev. B 2012, 86, 115409