1. 样品制备
材料选择与剥离:
使用高质量的WSe₂和MoSe₂单层材料,通过机械剥离法从块体晶体中获得单层WSe₂、MoSe₂以及多层石墨烯和薄六方氮化硼(hBN)。
异质结构堆叠:
采用基于聚碳酸酯的干法转移技术,将单层WSe₂和MoSe₂堆叠在一起,形成具有不同扭转角的双层异质结构(TBLs)。为了减少界面污染和气泡,整个堆叠过程中MoSe₂/WSe₂双层不与聚合物接触。
封装与保护:
使用高质量的六方氮化硼(hBN)对异质结构进行封装,以减少不均匀性和无序性,防止界面扭曲对ICT过程的干扰。
扭转角的确定:
结合高分辨率光学图像和二次谐波生成光谱来估算相对扭转角。
2. 超快泵浦-探测技术(Ultrafast Pump−Probe Techniques)
泵浦-探测原理:
利用两个飞秒脉冲光束(泵光和探测光),泵光激发样品,探测光在激发后经过可调延迟线延迟后与样品相互作用。通过测量探测光吸收的变化(与载流子密度成正比),研究载流子密度的时间演化。
实验配置:
选择性激发:
泵光波长选择在MoSe₂和WSe₂带隙之间,以实现选择性激发。
探测光波长调整:
探测光波长调谐至与较大带隙层(WSe₂)共振,以隔离ICT动力学,避免层内激子的贡献。
时间延迟扫描:
通过改变延迟线,测量特定能量下载流子密度的时间演化。
二维瞬态吸收显微镜(2D TAM):通过扫描样品,获得不同延迟时间下的二维载流子分布图像。
实验参数:
泵浦光波长:
790 nm(与MoSe₂ A激子共振)。
探测光波长:
750 nm(与WSe₂ A激子共振)。
激发能量:选择40 μJ/cm²的激发能量,以获得最佳信噪比和实验一致性。
时间分辨率:
通过仪器响应函数(IRF)从单层载流子动力学中解卷积,以最小化层内载流子对提取的电子转移率的影响。