Talpolarisation und Photostromerzeugung in der Übergangsmetall-Dichalcogenid-Legierung MoS2xSe2(1−x)

Monolagige Übergangsmetall-Dichalcogenide (TMDCs) bilden die Kernmaterialien in der aufkommenden Halbleitertechnologie der Valleytronik. Während die gekoppelte Spin-Tal-Physik reiner TMDC-Materialien und ihrer Heterostrukturen umfassend untersucht wurde, wurde der TMDC-Legierungen weniger Aufmerksamkeit geschenkt, die aufgrund der Einstellbarkeit ihrer Bandlücken in optoelektronischen Anwendungen nützlich sein könnten. Die hier vorgestellten experimentellen Untersuchungen konzentrieren sich auf die Erkundung der Spin-Tal-Physik der monolagigen und bilagigen TMDC-Legierung MoS₂ₗSe₂ (₁-ₗ) in Bezug auf Talpolarisation sowie die Erzeugung und elektrische Steuerung eines Photostroms mithilfe des zirkulären photogalvanischen Effekts. Piezoelektrische Kraftmikroskopie liefert Beweise für ein internes elektrisches Feld senkrecht zur Legierungsschicht und bricht somit die senkrechte Spiegelsymmetrie. Die experimentelle Beobachtung wird durch Berechnungen erster Prinzipien unterstützt, die auf der Dichtefunktionaltheorie basieren. Ein Vergleich des Photostromgeräts, das auf dem Legierungsmaterial basiert, wird mit ähnlichen Geräten durchgeführt, die andere TMDC-Materialien einbeziehen.