Evidence for Fast Interlayer Energy Transfer in MoSe2/WS2 Heterostructures

Nano Letters

Volumn 16, Issue 7, 2016, Pages 4087-4093

  Kozawa, Daichi ^a,b,c   Carvalho, Alexandra ^d,e   Verzhbitskiy, Ivan ^d,e   Giustiniano, Francesco ^d,e   Miyauchi, Yuhei ^a,f   Mouri, Shinichiro ^a   Castro Neto, A H ^d,e   Matsuda, Kazunari ^a   Eda, Goki ^d,e  

^a KYOTO UNIVERSITY   (Japan)

^b WASEDA UNIVERSITY   (Japan)

^c NAGOYA UNIVERSITY   (Japan)

^d NATIONAL UNIVERSITY OF SINGAPORE   (Singapore)

^e National University of Singapore   (Singapore)

^f JAPAN SCIENCE AND TECHNOLOGY AGENCY   (Japan)

Author keywords

energy transfer; heterostructure; photophysics; transition metal dichalcogenide; Two dimensional crystal

Indexed keywords

CARBON; CARBON NANOTUBES; CHARGE TRANSFER; ENERGY HARVESTING; ENERGY TRANSFER; EXCITONS; HYBRID SYSTEMS; TEMPERATURE DISTRIBUTION; TRANSITION METALS; VAN DER WAALS FORCES; YARN;

CARBON NANOTUBE BUNDLE; INTERLAYER ENERGY TRANSFER; OPTICAL AMPLIFICATIONS; PHOTOLUMINESCENCE EXCITATION SPECTROSCOPY; PHOTOPHYSICS; TEMPERATURE DEPENDENCE; TRANSITION METAL DICHALCOGENIDES; TWO-DIMENSIONAL CRYSTALS;

HETEROJUNCTIONS;

EID: 84978766457     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b00801     Document Type: Article

References (53)

1. Prasai, D.; Klots, A. R.; Newaz, A.; Niezgoda, J. S.; Orfield, N. J.; Escobar, C. A.; Wynn, A.; Efimov, A.; Jennings, G. K.; Rosenthal, S. J.; Bolotin, K. I. Nano Lett. 2015, 15, 4374-4380 10.1021/acs.nanolett.5b00514
2. Prins, F.; Goodman, A. J.; Tisdale, W. A. Nano Lett. 2014, 14, 6087-6091 10.1021/nl5019386
3. Tomita, A.; Shah, J.; Knox, R. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1996, 53, 10793-10803 10.1103/PhysRevB.53.10793
4. Crooker, S. A.; Hollingsworth, J. A.; Tretiak, S.; Klimov, V. I. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 186802 10.1103/PhysRevLett.89.186802
5. Achermann, M.; Petruska, M. A.; Kos, S.; Smith, D. L.; Koleske, D. D.; Klimov, V. I. Nature 2004, 429, 642-646 10.1038/nature02571
6. Struck, D. K.; Hoekstra, D.; Pagano, R. E. Biochemistry 1981, 20, 4093-4099 10.1021/bi00517a023
7. Talapin, D. V.; Lee, J.-S.; Kovalenko, M. V.; Shevchenko, E. V. Chem. Rev. 2010, 110, 389-458 10.1021/cr900137k
8. Achermann, M.; Petruska, M. A.; Koleske, D. D.; Crawford, M. H.; Klimov, V. I. Nano Lett. 2006, 6, 1396-1400 10.1021/nl060392t
9. Medintz, I. L.; Uyeda, H. T.; Goldman, E. R.; Mattoussi, H. Nat. Mater. 2005, 4, 435-446 10.1038/nmat1390
10. Schuller, J. A.; Karaveli, S.; Schiros, T.; He, K.; Yang, S.; Kymissis, I.; Shan, J.; Zia, R. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 271-276 10.1038/nnano.2013.20
11. Chernikov, A.; Berkelbach, T. C.; Hill, H. M.; Rigosi, A.; Li, Y.; Aslan, O. B.; Reichman, D. R.; Hybertsen, M. S.; Heinz, T. F. Phys. Rev. Lett. 2014, 113, 076802 10.1103/PhysRevLett.113.076802
12. Rigosi, A. F.; Hill, H. M.; Li, Y.; Chernikov, A.; Heinz, T. F. Nano Lett. 2015, 15, 5033-5038 10.1021/acs.nanolett.5b01055
13. He, J.; Kumar, N.; Bellus, M. Z.; Chiu, H. Y.; He, D.; Wang, Y.; Zhao, H. Nat. Commun. 2014, 5, 5622 10.1038/ncomms6622
14. Ceballos, F.; Bellus, M. Z.; Chiu, H. Y.; Zhao, H. ACS Nano 2014, 8, 12717-12724 10.1021/nn505736z
15. Yu, Y.; Hu, S.; Su, L.; Huang, L.; Liu, Y.; Jin, Z.; Purezky, A. A.; Geohegan, D. B.; Kim, K. W.; Zhang, Y.; Cao, L. Nano Lett. 2015, 15, 486-491 10.1021/nl5038177
16. 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 10.1038/nnano.2014.167
17. Zhu, Z. Y.; Cheng, Y. C.; Schwingenschlögl, U. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2011, 84, 153402 10.1103/PhysRevB.84.153402
18. Wilson, J.; Yoffe, A. Adv. Phys. 1969, 18, 193-335 10.1080/00018736900101307
19. Mattheiss, L. Phys. Rev. B 1973, 8, 3719-3740 10.1103/PhysRevB.8.3719
20. Chiu, M. H.; Zhang, C.; Shiu, H. W.; Chuu, C. P.; Chen, C. H.; Chang, C. Y.; Chen, C. H.; Chou, M. Y.; Shih, C. K.; Li, L. J. Nat. Commun. 2015, 6, 7666 10.1038/ncomms8666
21. Mak, K. F.; Sfeir, M. Y.; Wu, Y.; Lui, C. H.; Misewich, J. A.; Heinz, T. F. Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 196405 10.1103/PhysRevLett.101.196405
22. Peimyoo, N.; Yang, W.; Shang, J.; Shen, X.; Wang, Y.; Yu, T. ACS Nano 2014, 8, 11320-11329 10.1021/nn504196n
23. Chernikov, A.; van der Zande, A. M.; Hill, H. M.; Rigosi, A. F.; Velauthapillai, A.; Hone, J.; Heinz, T. F. Phys. Rev. Lett. 2015, 115, 126802 10.1103/PhysRevLett.115.126802
24. Zhu, B.; Chen, X.; Cui, X. Sci. Rep. 2015, 5, 9218 10.1038/srep09218
25. Braga, D.; Gutiérrez Lezama, I.; Berger, H.; Morpurgo, A. F. Nano Lett. 2012, 12, 5218-5223 10.1021/nl302389d
26. Larentis, S.; Fallahazad, B.; Tutuc, E. Appl. Phys. Lett. 2012, 101, 223104 10.1063/1.4768218
27. Rivera, P.; Schaibley, J. R.; Jones, A. M.; Ross, J. S.; Wu, S.; Aivazian, G.; Klement, P.; Seyler, K.; Clark, G.; Ghimire, N. J.; Yan, J.; Mandrus, D. G.; Yao, W.; Xu, X. Nat. Commun. 2015, 6, 6242 10.1038/ncomms7242
28. 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 10.1021/nl500515q
29. Heo, H.; Sung, J. H.; Cha, S.; Jang, B. G.; Kim, J. Y.; Jin, G.; Lee, D.; Ahn, J. H.; Lee, M. J.; Shim, J. H.; Choi, H.; Jo, M. H. Nat. Commun. 2015, 6, 7372 10.1038/ncomms8372
30. Komsa, H.-P.; Krasheninnikov, A. V. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2013, 88, 085318 10.1103/PhysRevB.88.085318
31. 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. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 676-681 10.1038/nnano.2014.150
32. Kozawa, D.; Kumar, R.; Carvalho, A.; Amara, K. K.; Zhao, W.; Wang, S.; Toh, M.; Ribeiro, R. M.; Castro Neto, A. H.; Matsuda, K.; Eda, G. Nat. Commun. 2014, 5, 4543 10.1038/ncomms5543
33. Hill, H. M.; Rigosi, A. F.; Roquelet, C.; Chernikov, A.; Berkelbach, T. C.; Reichman, D. R.; Hybertsen, M. S.; Brus, L. E.; Heinz, T. F. Nano Lett. 2015, 15, 2992-2997 10.1021/nl504868p
34. Ju, L.; Velasco, J., Jr; Huang, E.; Kahn, S.; Nosiglia, C.; Tsai, H.-Z.; Yang, W.; Taniguchi, T.; Watanabe, K.; Zhang, Y. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 348-352 10.1038/nnano.2014.60
35. Ross, J. S.; Wu, S.; Yu, H.; Ghimire, N. J.; Jones, A. M.; Aivazian, G.; Yan, J.; Mandrus, D. G.; Xiao, D.; Yao, W.; Xu, X. Nat. Commun. 2013, 4, 1474 10.1038/ncomms2498
36. He, Y. M.; Clark, G.; Schaibley, J. R.; He, Y.; Chen, M. C.; Wei, Y. J.; Ding, X.; Zhang, Q.; Yao, W.; Xu, X.; Lu, C. Y.; Pan, J. W. Nat. Nanotechnol. 2015, 10, 497-502 10.1038/nnano.2015.75
37. Koperski, M.; Nogajewski, K.; Arora, A.; Cherkez, V.; Mallet, P.; Veuillen, J. Y.; Marcus, J.; Kossacki, P.; Potemski, M. Nat. Nanotechnol. 2015, 10, 503-506 10.1038/nnano.2015.67
38. 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 10.1021/nn303973r
39. Wang, H.; Zhang, C.; Rana, F. Nano Lett. 2015, 15, 339-345 10.1021/nl503636c
40. Mak, K. F.; He, K.; Shan, J.; Heinz, T. F. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 494-498 10.1038/nnano.2012.96
41. Tan, J. Y.; Avsar, A.; Balakrishnan, J.; Koon, G. K. W.; Taychatanapat, T.; O'Farrell, E. C. T.; Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Eda, G.; Castro Neto, A. H.; Özyilmaz, B. Appl. Phys. Lett. 2014, 104, 183504 10.1063/1.4872178
42. Qian, H.; Georgi, C.; Anderson, N.; Green, A. A.; Hersam, M. C.; Novotny, L.; Hartschuh, A. Nano Lett. 2008, 8, 1363-1367 10.1021/nl080048r
43. Koyama, T.; Asaka, K.; Hikosaka, N.; Kishida, H.; Saito, Y.; Nakamura, A. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 127-132 10.1021/jz101635n
44. Lyo, S. K. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2000, 62, 13641 10.1103/PhysRevB.62.13641
45. Manolatou, C.; Wang, H.; Chan, W.; Tiwari, S.; Rana, F. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2016, 93, 155422 10.1103/PhysRevB.93.155422
46. Wang, H.; Zhang, C.; Chan, W.; Manolatou, C.; Tiwari, S.; Rana, F. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2016, 93, 045407 10.1103/PhysRevB.93.045407
47. Ugeda, M. M.; Bradley, A. J.; Shi, S. F.; da Jornada, F. H.; Zhang, Y.; Qiu, D. Y.; Ruan, W.; Mo, S. K.; Hussain, Z.; Shen, Z. X.; Wang, F.; Louie, S. G.; Crommie, M. F. Nat. Mater. 2014, 13, 1091-1095 10.1038/nmat4061
48. Ye, Z.; Cao, T.; O'Brien, K.; Zhu, H.; Yin, X.; Wang, Y.; Louie, S. G.; Zhang, X. Nature 2014, 513, 214-218 10.1038/nature13734
49. Zhao, W.; Ghorannevis, Z.; Chu, L.; Toh, M.; Kloc, C.; Tan, P.-H.; Eda, G. ACS Nano 2013, 7, 791-797 10.1021/nn305275h
50. Meitl, M. A.; Zhu, Z.-T.; Kumar, V.; Lee, K. J.; Feng, X.; Huang, Y. Y.; Adesida, I.; Nuzzo, R. G.; Rogers, J. A. Nat. Mater. 2006, 5, 33-38 10.1038/nmat1532
51. Kumar, N.; Cui, Q.; Ceballos, F.; He, D.; Wang, Y.; Zhao, H. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2014, 89, 125427 10.1103/PhysRevB.89.125427
52. Mouri, S.; Miyauchi, Y.; Toh, M.; Zhao, W.; Eda, G.; Matsuda, K. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2014, 90, 155449 10.1103/PhysRevB.90.155449
53. Mak, K. F.; Lee, C.; Hone, J.; Shan, J.; Heinz, T. F. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 136805 10.1103/PhysRevLett.105.136805