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Pressure-Dependent Strong Photoluminescence of Excitons Bound to Defects in WS2 Quantum Dots

激子 光致发光 材料科学 量子点 单层 凝聚态物理 比克西顿 带隙 光电子学 电子 纳米技术 物理 量子力学
作者
Pengfei Shen,Shifeng Niu,Lingrui Wang,Yanhui Liu,Quanjun Li,Tian Cui,Bingbing Liu
出处
期刊:Advanced Materials Interfaces [Wiley]
卷期号:5 (13) 被引量:5
标识
DOI:10.1002/admi.201800305
摘要

Abstract There are various efforts to tailor the excitonic properties in monolayer transition metal dichalcogenides (TMDs) for exploring their potential applications in optoelectronic devices. However, the low quantum yields (QYs), despite their direct bandgap nature, have limited the application in much fields. Encouragingly, excitons combined with defects endow WS 2 quantum dots (QDs) with certain desirable properties through strain engineering. A strong exciton photoluminescence (PL) of WS 2 QDs even up to ≈20 GPa by PL measurements is reported. Their PL reveals that a distinct defect‐induced peak D is located below the neutral exciton peak A. This peak D originates from defect‐bound excitons and intensifies with increasing pressure as more electrons transfer from WS 2 QDs to O 2 . In addition, a transition from direct to indirect bandgap above 4.5 GPa is revealed by both experimental measurements and theoretical calculations. The evolution of electronic structure is related to lattice structural distortion. The results provide a new direction for modulating the optical properties of TMDs QDs through utilizing defects–excitons interactions. The pressure‐tuned emission of excitons combined with strong PL from defects sites of WS 2 QDs may have promising applications in optoelectronic devices.
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