自从对 MoS₂ 的开创性工作以来，原子薄过渡金属二硫属化物 (TMDC) 中的光激发被认为会产生激子，其结合能比室温下的热能大几个数量级。

在这里，哥伦比亚大学Xiaoyang Zhu重新审视了这一基本假设，并表明 TMDC 单层的光激发可以产生大量的自由电荷。

文章要点

1）在大面积单晶 TMDC 单层上进行超快太赫兹光谱，研究人员发现高达约 10% 的激子自发解离成寿命超过 0.2 ns 的电荷载流子。

2）扫描隧道显微镜揭示光载流子的产生与中间带隙缺陷密切相关，可能是通过陷阱介导的俄歇散射实现的。只有在最先进的质量单层中，中间带隙陷阱密度低至 109 cm⁻² ，本征激子物理才开始主导太赫兹响应。

研究结果揭示了了解缺陷密度对于理解 TMDC 光物理学的必要性。

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Taketo Handa, et al, Spontaneous exciton dissociation in transition metal dichalcogenide monolayers, Sci. Adv. 10, eadj4060 (2024)

DOI: 10.1126/sciadv.adj4060