各向异性层状SiP2材料中的缺陷诱导线性二色性

《Advanced Optical Materials》：Defects-Induced Linear Dichroism in Anisotropic Layered SiP2

缺陷诱导双通道线偏振效应在二维硅磷化物中被验证，一阶激子（2.06 eV）显示沿x轴线偏振，而缺陷态发射（1.6/1.4 eV）偏振方向垂直。复合缺陷（磷替代+空位）产生局域带隙深态，其各向异性波函数导致线偏振，且样品厚度减小使缺陷发光减弱。该材料为偏振调制器件提供新平台。

　　

摘要

半导体中各向异性能带结构所引起的线性二向色性在光电子应用中起着重要作用。低维各向异性半导体中的晶格缺陷可以在电子带隙内引入缺陷态，从而导致线性二向色的光吸收或发射。本文展示了层状二硫化硅中的缺陷诱导双通道线性二向色性现象：其中，本征激子峰（2.06 eV）沿晶格的x方向产生线性极化，而缺陷态发射（1.6和1.4 eV）的极化方向则垂直于x方向。通过结合光致发光测量和第一性原理计算，发现较低能量的光致发光峰归因于特定的复合缺陷，例如由硅位点上的磷替代缺陷和磷空位组成的缺陷。这些缺陷能够在价带最大值附近诱导出具有高度各向异性波函数的局域化带内深态，从而解释了观察到的线性二向色性现象。值得注意的是，随着样品厚度的减小，缺陷诱导的光致发光强度会减弱。这种在二硫化硅中观察到的双通道线性二向色性为光极化调制和光电子器件提供了一个新的材料平台。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。