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Band-bending induced by charged defects and edges of atomically thin transition metal dichalcogenide films

Authors :
Pierre Mallet
Minh Tuan Dau
Jean-Yves Veuillen
K. Nogajewski
Matthieu Jamet
T. Le Quang
Marek Potemski
QNES - Nano-Electronique Quantique et Spectroscopie
Institut Néel ( NEEL )
Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes [Saint Martin d'Hères]-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes [Saint Martin d'Hères]
Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Grenoble Alpes [Saint Martin d'Hères]
Laboratoire national des champs magnétiques intenses - Grenoble ( LNCMI )
Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
SPINtronique et technologie des composants ( SPINTEC - UMR 8191 )
Institut Nanosciences et Cryogénie ( INAC )
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Grenoble Alpes ( UGA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
ANR-14-CE26-0017,MoS2ValleyControl,Propriétés optiques et de transport dans des mono-couches de MoS2 et discpositifs associés ( 2014 )
European Project : 604391,EC:FP7:ICT,FP7-ICT-2013-FET-F,GRAPHENE ( 2013 )
European Project : 320590,EC:FP7:ERC,ERC-2012-ADG_20120216,MOMB ( 2013 )
Nano-Electronique Quantique et Spectroscopie (QuNES)
Institut Néel (NEEL)
Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Laboratoire national des champs magnétiques intenses - Grenoble (LNCMI-G )
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
SPINtronique et TEchnologie des Composants (SPINTEC)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
ANR-14-CE26-0017,MoS2ValleyControl,Propriétés optiques et de transport dans des mono-couches de MoS2 et discpositifs associés(2014)
European Project: 604391,EC:FP7:ICT,FP7-ICT-2013-FET-F,GRAPHENE(2013)
European Project: 320590,EC:FP7:ERC,ERC-2012-ADG_20120216,MOMB(2013)
Nano-Electronique Quantique et Spectroscopie (NEEL - QuNES)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Source :
2D Materials, 2D Materials, IOP Publishing, 2018, 5, pp.035034. 〈10.1088/2053-1583/aac65a〉, 2D Materials, IOP Publishing, 2018, 5 (3), pp.035034. ⟨10.1088/2053-1583/aac65a⟩, 2D Materials, 2018, 5 (3), pp.035034. ⟨10.1088/2053-1583/aac65a⟩
Publication Year :
2018
Publisher :
HAL CCSD, 2018.

Abstract

International audience; We report scanning tunneling microscopy/spectroscopy (STM/STS) investigations of the bandbendingin the vicinity of charged point defects and edges of monolayer MoSe$_2$ and mono- andtrilayer WSe$_2$ films deposited on graphitized silicon carbide substrates. By tracing the spatialevolution of the structures of the STS spectra, we evaluate the magnitude and the extent of theband-bending to be equal to few hundreds milielectronvolts and several nanometres, respectively.With the aid of a simple electrostatic model, we show that the spatial variation of the Coulombpotential close to the film edges can be well reproduced by taking into account the metallic screeningby graphene. Additionally, the analysis of our data for trilayer WSe$_2$ provides reasonable estimationsof its dielectric constant ($\epsilon_{WSe}$$_2$ = 20) and of the magnitude of the charge trapped at the defect site(Q = $+e$).

Details

Language :
English
ISSN :
20531583
Database :
OpenAIRE
Journal :
2D Materials, 2D Materials, IOP Publishing, 2018, 5, pp.035034. 〈10.1088/2053-1583/aac65a〉, 2D Materials, IOP Publishing, 2018, 5 (3), pp.035034. ⟨10.1088/2053-1583/aac65a⟩, 2D Materials, 2018, 5 (3), pp.035034. ⟨10.1088/2053-1583/aac65a⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....783b4ce8be8bf21980f7388e05bbad30