高品质锰掺杂二维MoSe2晶体的光与物质相互作用学术资讯

最近，将磁性掺杂引入到二维硫族化合物中从而调控自旋电子学及谷电子学的研究引起了科学界的广泛关注。近日，清华大学熊启华教授和新加坡国立大学郭淑瑛副教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，通过化学气相转移生长技术，实现了二硒化钼高达2.9%原子丰度的锰掺杂，并采用光谱学技术研究了晶体及解理的少层样品中光与物质相互作用。

研究发现抑制了带电激子的发光，激子发光具有更长的时间寿命，同时面内E2g2和面外A1g声子振动模式分别呈现出显著的蓝移和红移。

图1 Raman光谱揭示Mn 掺杂对MoSe2振动模式的影响。

此外，锰掺杂增强了能谷塞曼劈裂约50%，并保持了发光线偏振度对磁场的依赖关系。第一性原理计算显示，锰掺杂替代原子形成自旋极化的深能级，导致缺陷势场更倾向于捕获激子。锰掺杂降低了原子间的相互作用力常数，可以解释面外A1g声子振动模式的红移。锰原子及最近邻的钼和硒原子带有显著的磁偶极，其交换作用影响了缺陷捕获的激子，从而增强了实验中观察到的g-因子。

作者信息：

Liu, S., Wu, Y., Liu, X. et al. Light-matter interactions in high quality manganese-doped two-dimensional molybdenum diselenide. Sci. China Mater. (2021). https://doi.org/10.1007/s40843-020-1641-9

来源：SciChinaMater 中国科学材料

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