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Photodriven Transient Picosecond Top-Layer Semiconductor to Metal Phase-Transition in p-Doped Molybdenum Disulfide.
Sorgenfrei, Nomi L A N; Giangrisostomi, Erika; Jay, Raphael M; Kühn, Danilo; Neppl, Stefan; Ovsyannikov, Ruslan; Sezen, Hikmet; Svensson, Svante; Föhlisch, Alexander.
Afiliación
  • Sorgenfrei NLAN; Institut für Physik und Astronomie, Universität Potsdam, Karl-Liebknecht-Straße 24/25, 14476, Potsdam, Germany.
  • Giangrisostomi E; Institut für Methoden und Instrumentierung der Forschung mit Synchrotronstrahlung, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, Albert-Einstein-Str. 15, 12489, Berlin, Germany.
  • Jay RM; Institut für Methoden und Instrumentierung der Forschung mit Synchrotronstrahlung, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, Albert-Einstein-Str. 15, 12489, Berlin, Germany.
  • Kühn D; Institut für Physik und Astronomie, Universität Potsdam, Karl-Liebknecht-Straße 24/25, 14476, Potsdam, Germany.
  • Neppl S; Institut für Methoden und Instrumentierung der Forschung mit Synchrotronstrahlung, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, Albert-Einstein-Str. 15, 12489, Berlin, Germany.
  • Ovsyannikov R; Institut für Methoden und Instrumentierung der Forschung mit Synchrotronstrahlung, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, Albert-Einstein-Str. 15, 12489, Berlin, Germany.
  • Sezen H; Institut für Methoden und Instrumentierung der Forschung mit Synchrotronstrahlung, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, Albert-Einstein-Str. 15, 12489, Berlin, Germany.
  • Svensson S; Institut für Methoden und Instrumentierung der Forschung mit Synchrotronstrahlung, Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, Albert-Einstein-Str. 15, 12489, Berlin, Germany.
  • Föhlisch A; Department of Physics and Astronomy, Uppsala University, Box 516, 75120, Uppsala, Sweden.
Adv Mater ; 33(14): e2006957, 2021 Apr.
Article en En | MEDLINE | ID: mdl-33661532
ABSTRACT
Visible light is shown to create a transient metallic S-Mo-S surface layer on bulk semiconducting p-doped indirect-bandgap 2H-MoS2 . Optically created electron-hole pairs separate in the surface band bending region of the p-doped semiconducting crystal causing a transient accumulation of electrons in the surface region. This triggers a reversible 2H-semiconductor to 1T-metal phase-transition of the surface layer. Electron-phonon coupling of the indirect-bandgap p-doped 2H-MoS2 enables this efficient pathway even at a low density of excited electrons with a distinct optical excitation threshold and saturation behavior. This mechanism needs to be taken into consideration when describing the surface properties of illuminated p-doped 2H-MoS2 . In particular, light-induced increased charge mobility and surface activation can cause and enhance the photocatalytic and photoassisted electrochemical hydrogen evolution reaction of water on 2H-MoS2 . Generally, it opens up for a way to control not only the surface of p-doped 2H-MoS2 but also related dichalcogenides and layered systems. The findings are based on the sensitivity of time-resolved electron spectroscopy for chemical analysis with photon-energy-tuneable synchrotron radiation.
Palabras clave

Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Base de datos: MEDLINE Idioma: En Revista: Adv Mater Asunto de la revista: BIOFISICA / QUIMICA Año: 2021 Tipo del documento: Article País de afiliación: Alemania

Texto completo: 1 Colección: 01-internacional Base de datos: MEDLINE Idioma: En Revista: Adv Mater Asunto de la revista: BIOFISICA / QUIMICA Año: 2021 Tipo del documento: Article País de afiliación: Alemania