Journal de génie informatique et des technologies de l'information

Configuration de matériaux 2D par ordre d'empilement pour la récupération d'énergie et les homo-jonctions

Ze Xiang Shen

Il est bien établi que les structures optiques et électroniques des matériaux bidimensionnels à base de dichalcogénures de métaux de transition (TMD 2D) et des perovskites présentent souvent de très fortes propriétés dépendantes des couches. Il est moins connu que les propriétés peuvent également être ajustées par l'ordre d'empilement, ce qui nous permet de construire des dispositifs électro et optiques avec le même matériau et la même épaisseur. Une compréhension détaillée de l'interaction entre les couches aidera grandement à adapter les propriétés des matériaux TMD 2D à des applications, par exemple dans les jonctions pn, les transistors, les cellules solaires et les LED. La spectroscopie et l'imagerie Raman/photoluminescence (PL) ont été largement utilisées dans l'étude des nanomatériaux et des nanodispositifs. Elles fournissent des informations essentielles pour la caractérisation des matériaux telles que la structure électronique, la propriété optique, la structure des phonons, les défauts, le dopage et la séquence d'empilement. Dans cette présentation, nous utilisons des techniques Raman et PL et des mesures électriques, ainsi que la simulation pour étudier des échantillons TMD 2D à 2 et 3 couches. Les spectres Raman et PL montrent également une corrélation claire avec l'épaisseur de la couche et la séquence d'empilement. Des expériences électriques et des calculs ab initio révèlent que la différence dans les structures électroniques résulte principalement de la compétition entre le couplage spin-orbite et le couplage intercouche dans différentes configurations structurelles. Les homojonctions de matériaux 2D utilisant l'empilement 2H et 3R montrent un comportement de jonction pn clair qui ouvre des applications potentielles uniques pour la nanoélectronique et les cellules solaires.