Hot electrons in metal nanostructures can be exploited in a wide range of optical functions, including photocatalysis, surface-enhanced Raman scattering, photodetectors and photovoltaics. Here, we report the sub-band-gap (Eg) photoresponse in Au-nanorod decorated van der Waals (vdW) semiconductor, MoS2 and WSe2, monolayers (MLs). We found that hot electrons, optically excited in Au nanorod (NR) arrays at sub-Eg radiations, can be injected into vdW ML semiconductors over Schottky barriers, producing substantial photocurrents in n-type MoS2 and p-type WSe2 ML photodetectors, as well as photovoltages in n-MoS2/p-WSe2 ML stack junctions. Moreover, by using spectrally and light-polarization resolved measurements, we showed that these sub-Eg excitations of hot electrons can be modulated by tuning the plasmon resonance to the shape-controlled AuNRs.

中文翻译：

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由金纳米棒装饰的范德华半导体单层中的热电子注入引起的子带隙光响应

金属纳米结构中的热电子可用于广泛的光学功能，包括光催化、表面增强拉曼散射、光电探测器和光伏。在这里，我们报告了金纳米棒装饰的范德华 (vdW) 半导体、MoS2 和 WSe2、单层 (ML) 中的子带隙 (Eg) 光响应。我们发现，在亚 Eg 辐射下在 Au 纳米棒 (NR) 阵列中光学激发的热电子可以通过肖特基势垒注入 vdW ML 半导体，从而在 n 型 MoS2 和 p 型 WSe2 ML 光电探测器中产生大量光电流，以及作为 n-MoS2/p-WSe2 ML 堆叠结中的光电压。此外，通过使用光谱和光偏振分辨测量，我们表明可以通过将等离子体共振调谐到形状控制的 AuNRs 来调制这些热电子的 sub-Eg 激发。