激光照射下的WS2纳米管器件光伏效应

激光照射下的短路电流（Isc）是评估光伏效应的一个重要参数。研究人员对具有不同晶体对称性的WS2纳米管器件测量了该电流。对于每个器件，研究人员从一个电极到另一个电极扫描激光光斑，以区分BPVE与肖特基势垒光伏效应以及接触附近的光热效应。

在WS2双层装置中，只有当接触点被激光照射时才会出现光伏反应，而当只有WS2薄片本身被照射时，没有信号出现。这与观察BPVE的对称性要求一致。单层器件的表现与WS2纳米管器件相似，在远离接触点的地方没有显示明显的光伏反应。当激光点固定在WS2薄片的中心附近而旋转线性偏振方向时，Isc也保持很小。

在线性偏振光下的单层器件中，没有与对称性有关的论据可以阻止BPVE，然而实验清楚地表明，如果存在的话，其振幅非常小，并且埋没在由肖特基屏障和/或光热效应产生的光电反应中。与此形成鲜明对比的是，当纳米管的中部被照亮时，WS2纳米管装置中的Isc大幅增加。

第二个WS2纳米管器件的类似数据，以及五个不同器件中BPVE振幅的变化摘要，在纳米管器件中，远离触点的Isc的大量增加不能简单地用吸收的光量的差异来解释。即使由于纳米管的多壁性质，纳米管可能确实比单层吸收更多的光，当研究人员考虑到纳米管直径与激光光斑的大小时，吸收的光强度最多只有WS2单层的两倍。

然而，观察到的WS2纳米管器件和WS2单层器件之间的Isc差异达到几个数量级。晶体对称性的降低超过单纯的非中心对称性显然是至关重要的。纳米管较低的晶体对称性还表现在研究Isc对入射激光束的线性偏振方向的依赖性。对于服从D3h点群对称性的WS2单层，BPVE对于入射光的特定偏振方向应下降到零。

然而，有些研究无法解决这种对偏振方向的依赖，可能是因为BPVE太小，在单层中看不到。相比之下，由于曲率的原因，镜像和旋转对称在纳米管中被打破，因此，光伏效应应该在所有的线性偏振方向上持续存在。

参考文献：Zhang Y J, Ideue T, Onga M, et al. Enhanced intrinsic photovoltaic effect in tungsten disulfide nanotubes[J]. Nature, 2019, 570(7761): 349-353.

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