Электронно-дырочная жидкость в монослойных гетероструктурах на основе дихалькогенидов переходных металлов
П. Л. Пех+, П. В. Ратников*, А. П. Силин+×
+Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, 119991 Москва, Россия
*Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН, 119991 Москва, Россия
×Московский физико-технический институт, 141700 Долгопрудный, Россия
Abstract
Монослойные пленки дихалькогенидов переходных металлов (в
частности, MoS2, MoSe2, WS2 и WSe2) могут считаться идеальной
системой для исследования высокотемпературной электронно-дырочной
жидкости. Квазидвумерная природа электронов и дырок обеспечивает
более сильное взаимодействие по сравнению с объемными полупроводниками.
Экранирование кулоновского взаимодействия в монослойных гетероструктурах
существенно ослаблено, поскольку определяется диэлектрическими
проницаемостями окружения (например, вакуума и подложки), которые
значительно меньше, чем у пленок дихалькогенидах переходных металлов.
Многодолинная структура
энергетического спектра носителей заряда в
дихалькогенидах переходных металлов
многократно уменьшает
кинетическую энергию, что приводит к увеличению равновесной плотности и
энергии связи электронно-дырочной жидкости. В работе найдена энергия связи
электронно-дырочной жидкости и ее равновесная
плотность. Показано, что в расчетах электронно-дырочной жидкости следует
пользоваться двумерным кулоновским потенциалом.