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Erschienen in: Journal of Materials Science 24/2020

09.05.2020 | Electronic materials

Tunable excitonic properties in two-dimensional heterostructures based on solution-processed PbI2 flakes

verfasst von: Zhen Huang, Yan Sun, Zhe Zhang, Zishu Zhou, Bowen Liu, Jingxian Zhong, Wei Zhang, Gang Ouyang, Junran Zhang, Lin Wang, Wei Huang

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 24/2020

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Abstract

We investigate the manifestations of band structure engineering in few-layer PbI2-based heterostructures by probing their tunable optical properties. First, we have successfully prepared atomically thin flakes from PbI2 solution by two distinct approaches. A drop-casting of PbI2 solution onto various substrates followed by a simple heating process yields abundant flakes with different thickness and regular shape. Mechanical exfoliation of PbI2 bulk crystals, obtained from a low-temperature recrystallization process of PbI2 solution, also gives ultrathin PbI2 flakes of high quality. Moreover, these PbI2 flakes are employed to construct various van de Waals heterostructures. A significant enhancement of photoluminescence in MoSe2 interfaced with PbI2 was observed at different laser excitation intensity, due to the forming of type-I band alignment. Type-I band alignment can also be investigated in MoS2/PbI2 heterostructure, while type-II band alignment is built-in WSe2/PbI2 heterostructure. These results demonstrate that the strong interfacial coupling between PbI2 and other two-dimensional semiconductors can modulate their band alignment, and as a result, the exciton properties noticeably, which provides new insights of building a designer heterostructure device at the atomic level.

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Literatur
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Metadaten
Titel
Tunable excitonic properties in two-dimensional heterostructures based on solution-processed PbI2 flakes
verfasst von
Zhen Huang
Yan Sun
Zhe Zhang
Zishu Zhou
Bowen Liu
Jingxian Zhong
Wei Zhang
Gang Ouyang
Junran Zhang
Lin Wang
Wei Huang
Publikationsdatum
09.05.2020
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 24/2020
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-020-04735-y

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