韩国首尔大学和韩国先进科学技术研究所--金属性VSe2/石墨烯范德华异质结构中的层间耦合和超快热电子的传输动力学

控制高质量单层VSe2生长在范德华材料上的合成方法已经较为成熟，因此基于VSe2的异质结构的卓越性能已被广泛研究用于各种应用。由于尺寸减小，以及与范德华基板的层间耦合效应，导致其性质与其块状同类产品不同。但是，目前只有很少的工作研究了VSe2异质结构中的层间耦合效应，和热电子转移动力学。于是在这项工作中，展示了VSe2 /石墨烯异质结构中的超快速和高效的层间热电子转移和层间耦合效应。飞秒时间分辨反射率测量结果表明，VSe2中的热电子在100 fs内转移到石墨烯中，具有很高的效率。此外，相干声子动力学证明了在VSe2 /石墨烯异质结构中层间耦合效应，并能高效地将热能转移到三维基板上。

Figure 1. 1L VSe2/Gr异质结构的样品制备以及结构和电子性质。（a）SiC上构建1L VSe2/Gr异质结构。（b）在没有和有1L VSe2时的拉曼光谱。（c）1L VSe2/Gr异质结构中的能带排列示意图。（d）1L VSe2/Gr的ARPES光谱（e）在Gr（KG）的K点附近的1L VSe2/Gr的ARPES光谱，强调了Gr的线性Dirac能带结构。

Figure 2. 在不同探针能量下的瞬态反射率（TR）测量。（a）Gr，（b）1L VSe2和（c）1L VSe2/Gr中的TR二维图。（d）选定的TR光谱。（e，f）不同时延范围内TR测量的时间分辨轨迹。

Figure 3. 1L VSe2/Gr界面处的层间热电子转移。（a）从VSe2到Gr的层间热电子转移的示意图。（b）Gr，1L VSe2和1L VSe2/Gr的时间分辨的TR结果。

Figure 4.（a）3L，5L和7L VSe2/Gr的时间分辨TR测量。（b）3L VSe2/Gr在各种泵注量下的TR信号。（c）从每个样品获得的泵浦流量相关的TR信号。（d）MtL VSe2/Gr中的衰减特性。

该研究工作由韩国首尔大学Young Jun Chang，和韩国先进科学技术研究所Fabian Rotermund课题组于2021年发表在ACS NANO期刊上。原文：Interlayer Coupling and Ultrafast Hot Electron Transfer Dynamics in Metallic VSe2/Graphene van der Waals Heterostructures。