通过光致发光的WS2薄片的结构表征

2D材亚博网站下载料将弱van der Waals（VDW）与平面外平面接入平面相互作用相结合。这些材料显示亚博网站下载出优异的导电，热电，光学，超导和光伏特性，并保持纳米电子和光电子装置中的应用的潜力。

已经探索了各种2D材料亚博网站下载，其中一些包括半导体（MOS₂，mose.₂，WSE₂），绝缘体（H-BN）和其他人。材料的表征对于识别和探索其结构至关重要。亚博网站下载

图1。霍巴巴Labram soleil拉曼显微镜。

拉曼光谱是一种非破坏性和强大的表征工具，可用于检查2D材料。亚博网站下载除了检测带结构，层厚度，应变效应，浓度，电子 - 声子耦合，掺杂类型和层间耦合之外，它可以表征2D材料的亚博网站下载结构性特性。

高光谱微谱法对WS的应用₂纳米结构表征如下，使用光致发光和超低频率拉曼分析。

仪器和方法

这Horiba Labram Soleil.^TM值是一个拉曼多模显微镜，提供市场上的最高吞吐量，没有妥协。这是由于该显微镜的独特光学设计基于介电镜，具有非常低的信号损耗，加上高质量的光栅。

为了获得光致发光和超低频率拉曼分析所需的最佳质量光谱，所有这些出色的特性都是必要的。

通过定义，光致发光是微米尺度表征的频带结构的最合适技术，因为半导体的发光带直接通知带隙能量。

另外，通过非常接近激光线的拉曼分析允许，允许使用2D材料的层数的精确表征。在这种光谱范围内，特定的层间振动模式被激发。

为了尽可能多地表征这些材料，具有光谱法，超低频率拉曼和相同仪器亚博网站下载上的光致发光，是一个重要的特征。

它变得容易达到5厘米^-1频率和高波长范围，由于Labram Soleil上可用的光致发光（PL）和超低频率（ULF）的全自动模块^TM值。

结果

首先，所选择的片状的带结构的特征在于获取其PL图，图2显示所得到的分布。观察到两个主要区域，它们由其激子带的位置和强度差异化。

图2。WS的光致发光表征₂薄片。（左）PL参考光谱。（右）基于参考光谱对分解的2D PL图。

图2显示的两个主要区域的特征光谱表明单层区域(紫色)和多层区域(黄色)。两者的比带隙能分别为1.918 eV和1.923 eV。

直接研究拉曼光谱的ULF范围，以表征精确的层数及其在薄片上的分布。已知该光谱范围显示层间模式，表达层之间的耦合。

聚焦在ULF区域上，聚集片的拉曼地图，这在图3中示出，其中两个层间模式突出显示。第一个（12-15厘米^-1)从高频率转移到低频率，增加了层数。它对应于一个拉伸模式(S模式)。

第二种模式是另一种方式，它是横向弯曲模式（LB模式），（20-22厘米^-1）。很容易区分应用所有光谱的多变量分析的层数（MCR工具mvaplus labspec 6软件套房）基于这些模式的位置改变。

它会导致剥落的ULF拉曼地图的颜色（图3）。在微尺寸下，层的量容易分化和局部地在样品上。与PL图相比，它在层数上添加计数步骤，并确认光致发光效果在多层区域淬火。

图3。WS的超低频率拉曼特征₂薄片。（左）ULF参考光谱。（右）基于MCR分析的2D ULF地图。

结论

相关的PL和ULF显微镜允许精确的2D材料结构表征，如图所示亚博网站下载WS.₂样本。能够从单击鼠标切换到其他光谱方法，是考虑诸如此的应用的重要点。

致谢

由ThibaultBrulé亚博网站下载和CélineSeytt的材料制作，来自Horiba France SAS。

此信息已采购，从Horiba Scientific提供的材料审核和调整。亚博网站下载

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