Monolayer PtSe2, ein neuer halbleitender Übergangsmetall-Dichalkogenid, epitaxial gewachsen durch direkte Selenisierung von Pt

Einlagige Übergangsmetall-Dichalkogenide (TMDs) erhalten erhebliche Aufmerksamkeit aufgrund ihrer faszinierenden physikalischen Eigenschaften sowohl für die Grundlagenforschung als auch für potenzielle Anwendungen in der Elektronik, Optoelektronik, Spintronik, Katalyse usw. Hier demonstrieren wir das epitaxiale Wachstum von hochqualitativem Einkristall, einlagigem Platin-Diselenid (PtSe2), einem neuen Mitglied der Schichtstruktur-Familie der TMDs, durch einen einzigen Schritt der direkten Selenisierung eines Pt(111)-Substrats. Eine Kombination aus experimentellen Charakterisierungen mit atomarer Auflösung und theoretischen Berechnungen auf Basis erster Prinzipien offenbart die atomare Struktur des einlagigen PtSe2/Pt(111). Winkelaufgelöste Photoemissionsspektroskopie-Messungen bestätigen erstmals die halbleitende elektronische Struktur des einlagigen PtSe2 (im Gegensatz zu seinem halbleitermetallischen Volumen-Gegenstück). Die photocatalytische Aktivität des einlagigen PtSe2-Films wird durch ein Photodegradationsexperiment mit Methylene-Blau bewertet, was seine praktische Anwendung als vielversprechenden Photokatalysator demonstriert. Darüber hinaus sagen Berechnungen zur zirkulären Polarisation voraus, dass das einlagige PtSe2 auch potenzielle Anwendungen in der Valleytronik hat.