Penelitian tentang Persiapan dan Karakteristik Spektral Struktur Hetero Grafena/TMD

Hasil dan Diskusi

Mikrograf Optik dan Karakterisasi Grafena/WS₂ Hetero-struktur

Morfologi hetero-struktur dapat dibedakan dengan mikroskop resolusi tinggi spektrometer Raman. Gambar 3a menunjukkan gambar mikroskop optik graphene/WS₂ hetero-struktur di bawah lokasi yang berbeda dari SiO₂ /Si substrat. Karena warna film graphene ditransfer ke SiO₂ Substrat /Si tidak jauh berbeda, film graphene relatif seragam dan lengkap. Permukaan graphene/SiO₂ Substrat /Si bersih kecuali sejumlah kecil partikel, yang menunjukkan adanya kualitas film graphene yang lebih baik. Sementara itu, kerapatan nukleasi WS₂ menjadi maksimum ketika konsentrasi gas mencukupi pada percobaan pertumbuhan WS₂ . Dan WS₂ ditanam di graphene/SiO₂ Substrat /Si adalah butiran berstruktur segitiga dengan permukaan butiran seragam dan panjang sisi sekitar 120 m. Bentuk WS₂ teratur dan lengkap, dan ketebalannya seragam, yang jauh lebih besar dari ukuran sampel pengelupasan mekanis [34]. Pada Gambar. 3b, karena intensitas fluoresensi WS₂ sampel terdistribusi sangat seragam, monolayer segitiga WS₂ film memiliki kualitas yang lebih tinggi dan cacat yang lebih rendah. Dapat dilihat dari Gambar 3c, d bahwa morfologi WS₂ sampel film adalah segitiga, dan ketebalan WS₂ film adalah 0,83 nm, yang menunjukkan persiapan WS monolayer₂ film. Selain itu, SEM juga digunakan untuk menganalisis morfologi WS₂ film sampel, dan morfologi adalah segitiga biasa dengan ketebalan seragam, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 3e. Pada Gbr.3f, elemen dock, elemen sulfur, dan elemen karbon ditampilkan dalam spektrum EDX, yang menunjukkan bahwa graphene/WS₂ materi hetero-struktur berhasil ditransfer dan disiapkan.

a Mikrograf optik, b pemetaan gambar, c Gambar AFM, d gambar profil tinggi, e Gambar FE-SEM dan f Spektrum EDX dari graphene/WS₂ hetero-struktur pada SiO₂ /Si substrat

Informasi getaran molekul dan rotasi material dapat diperoleh dengan spektroskopi Raman, yang merupakan spektrum getaran sidik jari untuk mengidentifikasi struktur material. Nomor lapisan dan kualitas kristal WS₂ sampel dapat dinilai secara efektif dengan karakteristik posisi puncak dan perbedaan bilangan gelombang dari spektrum Raman. Gambar 4a menunjukkan spektrum Raman dari WS₂ sampel pada posisi yang berbeda, E ¹ _2g dan A_1g puncak karakteristik terletak pada 350,4 cm ⁻¹ dan 416,1 cm ⁻¹ , masing-masing. Saat WS massal₂ perubahan bahan monolayer, E ¹ _2g dan A_1g puncak karakteristik masing-masing muncul sebagai pergeseran biru dan pergeseran merah. Oleh karena itu, nomor lapisan dapat dinilai dari perbedaan bilangan gelombang antara dua puncak karakteristik, dan perbedaan bilangan gelombang adalah 65,7 cm ⁻¹ , jadi segitiga WS₂ biji-bijian adalah bahan monolayer. Pada Gambar. 4b, puncak luminesensi terkuat terletak pada 626 nm, dan celah pita yang sesuai adalah 1,98 eV, yang konsisten dengan lebar celah pita WS monolayer₂ . Seperti yang kita ketahui bersama, intensitas PL bahan 2D berkaitan dengan kualitas kristal dan jumlah lapisan. Bahan 2D memiliki cacat dan jumlah lapisan yang lebih sedikit, dan intensitas cahaya yang lebih tinggi, yang menunjukkan bahwa kualitas kristal lebih baik [35]. Karakterisasi daya variabel dapat dilakukan pada tingkat nW untuk mencegah radiasi laser merusak sampel. Dapat ditemukan dengan mengamati Gambar. 4c bahwa posisi puncak E ¹ _2g mode getaran bidang pada dasarnya tetap tidak berubah dengan peningkatan daya eksitasi, dan A_1g mode getaran antara pesawat bergerak ke arah bilangan gelombang pendek. Ini karena A_1g mode getaran memiliki hubungan yang besar dengan konsentrasi elektron, dan peningkatan konsentrasi elektron akan menyebabkan reformasi celah pita. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4d, intensitas spektrum PL WS₂ meningkat dengan peningkatan daya laser, dan ada fenomena pendinginan fluoresensi, yang disebabkan oleh reformasi celah pita dan interaksi antar lapisan dari struktur hetero. Pada saat yang sama, juga dapat ditemukan bahwa suhu lokal bahan hampir tidak berubah dengan peningkatan daya laser. Ini karena WS₂ adalah nanomaterial tingkat lapisan atom.

Karakterisasi spektral WS₂ . a Spektrum Raman pada posisi berbeda, b Spektrum PL pada posisi yang berbeda, c kekuatan spektrum Raman dan d spektrum daya PL

Karakterisasi nomor lapisan dan informasi kualitas bahan graphene dapat diperoleh dengan spektroskopi Raman. Pada Gambar 5a, spektrum difraksi Raman dari graphene pada posisi yang berbeda memiliki tiga puncak karakteristik utama, puncak D, puncak G dan puncak 2D, masing-masing terletak pada 1330 cm ⁻¹ , 1583 cm ⁻¹ dan 2674 cm ⁻¹ . Puncak D terkait dengan gangguan struktur kisi graphene, dan posisi puncak D bergeser biru ketika bahan graphene memiliki lebih banyak cacat kisi, yang dapat mencerminkan cacat dan kandungan pengotor kristal. Puncak 2D adalah puncak Raman resonansi orde kedua dua phonon, yang dapat menunjukkan susunan atom karbon dari bahan graphene. Selain itu, puncak G disebabkan oleh E_2g mode pusat zona Brillouin pertama, ketinggian puncak meningkat hampir secara linier dengan jumlah lapisan graphene, dan intensitas puncak G terkait dengan doping graphene sampai batas tertentu. Rasio relatif puncak 2D dan puncak G dapat digunakan untuk secara kasar menentukan jumlah lapisan graphene, dan rasio puncak D terhadap puncak G akan berkurang ketika kerapatan cacat ditingkatkan. Puncak D yang lemah muncul pada spektrum Raman graphene ketika pertumbuhan MoS₂ (atau WS₂ ) materi selesai, yang menunjukkan bahwa domain graphene masih mempertahankan kualitas tinggi. Intensitas puncak 2D area graphene yang terpapar melemah, yang dipengaruhi oleh proses pertumbuhan suhu tinggi. Lebar penuh pada setengah maxima (FWHM) puncak graphene 2D secara bertahap meningkat dengan meningkatnya jumlah lapisan, dan posisi puncak puncak 2D bergeser biru, yang mungkin terkait dengan hubungan pita energi bahan graphene. Struktur pita energi elektronik terpecah dengan bertambahnya jumlah lapisan, dan berbagai proses hamburan resonansi fonon akan terjadi. Puncak eksiton akan tereksitasi dengan menyerap lebih banyak energi, yang akan menyebabkan pergeseran biru posisi puncak 2D. Intensitas puncak puncak G di Titik C dan E secara signifikan lebih tinggi daripada puncak 2D. Aku _2D /Aku _G rasio menurun dengan bertambahnya ketebalan, dan graphene yang ditransfer dalam percobaan ini tidak terlalu seragam, yang berada dalam kisaran yang diijinkan. Gambar 5b menunjukkan kekuatan spektrum Raman dari graphene monolayer. Intensitas puncak G dan 2D graphene secara bertahap meningkat dengan peningkatan daya laser dan suhu, dan pada dasarnya tidak ada perubahan posisi puncak dan FWHM. Puncak G dan puncak 2D, masing-masing, terletak pada 1581 cm ⁻¹ dan 2672 cm ⁻¹ , dan intensitas dua puncak karakteristik sangat berbeda. Karena perubahan interaksi antara graphene dan SiO yang mendasari₂ , rasio puncak karakteristik I _2D /Aku _G berkurang. Sementara itu, tidak ditemukannya puncak cacat D pada spektrum Raman, yang menunjukkan bahwa daerah grafena yang dipilih memiliki kualitas yang tinggi dan susunan atom karbon yang tinggi.

Karakterisasi spektral graphene. a Spektrum Raman pada posisi yang berbeda dan b kekuatan spektrum Raman

Spektroskopi Raman digunakan untuk mengkarakterisasi dan menganalisis graphene/WS₂ bahan hetero-struktur, dan ada dua spektrum 300 cm ⁻¹ ω 500 cm ⁻¹ dan 1400 cm ⁻¹ ω 3000 cm ⁻¹ , yang dilengkapi dengan fungsi Lorentz. Ada E ¹ _2g dan A_1g mode puncak karakteristik WS₂ dalam kisaran 300 cm ⁻¹ ω 500 cm ⁻¹ . E ¹ _2g mode fonon adalah perpindahan dalam bidang atom belerang dan tungsten, sedangkan A_1g mode fonon adalah perpindahan atom belerang di luar bidang, lokasi dan interval mode fonon di atas bervariasi dengan nomor lapisan. Puncak G dan 2D graphene muncul di wilayah spektrum 1400 cm ⁻¹ ω 3000 cm ⁻¹ , dan informasi nomor lapisan dan kualitas kristal graphene dapat diperoleh sesuai dengan rasio intensitas dan posisi puncak karakteristik puncak.

Perbedaan frekuensi dari dua puncak pemisahan Davydov yang berbeda dapat mencerminkan besarnya interaksi struktur hetero vdWs. Oleh karena itu, frekuensi mode fonon getar intra-layer dari material 2D multilayer juga bergantung pada kopling antar-lapisan dan nomor lapisan. Gambar 6a menunjukkan karakterisasi uji spektrum Raman dari graphene/WS₂ hetero-struktur pada titik yang berbeda di bawah laser 532 nm. Dapat diketahui bahwa intensitas E ¹ _2g puncak karakteristik lebih tinggi dari A_1g intensitas puncak karakteristik, dan E ¹ _2g dan A_1g puncak karakteristik terletak pada 349,3 cm ⁻¹ dan 417,1 cm ⁻¹ , masing-masing. Spektrum Raman 2D dan puncak G dari graphene/WS₂ hetero-struktur, masing-masing, pada 1591,5 cm ⁻¹ dan 2680.9 cm ⁻¹ , dan posisi puncak puncak 2D dan G meningkat dibandingkan dengan graphene murni, yang mungkin terkait dengan kopling antarlapisan efektif WS₂ nano-sheet dan efek regangan yang dihasilkan oleh pemanasan suhu tinggi selama pertumbuhan CVD. Spektrum Raman dari graphene/WS₂ material hetero-struktur hanyalah jumlah dari WS individu yang terpisah₂ dan spektrum graphene, yang dapat mengkonfirmasi pembentukan antarmuka heterojungsi vdWs. Intensitas spektrum PL berhubungan dengan kualitas kristal dan jumlah lapisan. Spektroskopi Raman berfokus pada pengaruh pembentukan struktur-hetero pada mode getaran, dan struktur pita elektronik dari bahan struktur-hetero TMD dapat diperoleh terutama dengan spektrum PL. Gambar 6b menunjukkan spektrum PL graphene/WS₂ heterostruktur pada titik yang berbeda. Puncak luminesensi terkuat terletak pada 624 nm, dan celah pita yang sesuai adalah 1,99 eV, yang konsisten dengan lebar celah pita WS monolayer₂ . Grafena/WS₂ bahan hetero-struktur pada posisi yang berbeda memiliki intensitas dan bentuk spektrum PL yang berbeda, dan kualitas kristal tidak terlalu baik. Oleh karena itu, proses penyusunan heterostruktur perlu lebih ditingkatkan. Intensitas spektrum PL dari graphene/WS₂ hetero-struktur lebih lemah daripada WS₂ . Ini karena kopling antar-lapisan graphene/WS₂ hetero-struktur mengubah fluoresensi eksiton wilayah hetero-struktur, yang akan mengarah pada pemisahan pasangan elektron-lubang dan pengurangan fluoresensi. Sedangkan posisi puncak bergeser saat graphene/WS₂ hetero-struktur terbentuk, dan transfer muatan dapat menyebabkan pergeseran permukaan Fermi, yang dapat membuat eksiton bebas berubah menjadi eksiton bermuatan. Gambar 6c menunjukkan spektrum kekuatan Raman dari graphene/WS₂ hetero-struktur. Mode fonon dalam pesawat E ¹ _2g puncak karakteristik dan mode fonon di luar bidang A_1g puncak karakteristik, masing-masing, pada 356 cm ⁻¹ dan 418 cm ⁻¹ , di mana puncak karakteristik di atas meningkat dengan peningkatan daya laser. Posisi puncak dan bentuk puncak karakteristik seragam dalam kristal tunggal, dan karakteristik elektronik WS₂ pada graphene/SiO₂ /Si substrat seragam. Ketebalan WS₂ lembar dapat ditentukan sesuai dengan perbedaan frekuensi antara A_1g dan E ¹ _2g puncak karakteristik, dan jarak rata-rata adalah 62 ± 0.2 cm ⁻¹ , yang konsisten dengan ketebalan WS monolayer₂ . Dibandingkan dengan posisi puncak grafena intrinsik, puncak G dan posisi puncak 2D grafena/WS₂ struktur hetero dari 1578,7 cm ⁻¹ dan 2685.8 cm ⁻¹ ubah menjadi 1582,2 cm ⁻¹ dan 2689,5 cm ⁻¹ , masing-masing. Selain itu, intensitas puncak G menjadi lebih kuat daripada puncak 2D dengan peningkatan kekuatan laser, dan penurunan I _2D /Aku _G rasio, yang disebabkan oleh perubahan interaksi antara graphene dan SiO₂ /Si substrat [36, 37]. Dapat ditemukan dengan mengamati Gambar. 6d bahwa intensitas PL graphene/WS₂ hetero-struktur meningkat dengan peningkatan kekuatan laser, FWHM spektrum PL juga meningkat, dan bentuk spektrum PL berubah. Alasannya adalah bahwa suhu uji di sekitar struktur-hetero meningkat, dan ada juga kopling antarlapisan yang kuat pada antarmuka graphene/WS₂ heterojungsi.

Karakterisasi spektral graphene/WS₂ hetero-struktur. a Spektrum Raman pada posisi yang berbeda; b spektrum PL pada posisi yang berbeda; c kekuatan spektrum Raman; dan d spektrum daya PL

Spektrum Raman dari graphene/WS₂ hetero-struktur berbeda secara signifikan dari wilayah graphene yang terpapar, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 7a. Pertama, latar belakang spektral naik ketika bilangan gelombang meningkat, dan latar belakang berasal dari spektrum PL WS₂ , yang mengonfirmasi keberadaan graphene/WS₂ hetero-struktur. Selanjutnya, WS₂ material dapat menekan intensitas puncak karakteristik 2D graphene. Terakhir, puncak G dan puncak 2D graphene/WS₂ hetero-struktur bergeser ke atas dibandingkan dengan spektrum bahan graphene telanjang. Due to the interlayer coupling between graphene and WS₂ , the 2D peak would also shift up, and the mechanical strain also has the impact on the Raman shift of graphene. The enhancement factor (EF) is the ratio of the maximum peak intensity of graphene/WS₂ hetero-structure divided by the maximum peak intensity of graphene. The maximum peak intensity of G peak increases from 460 to 830, and the maximum peak intensity of 2D peak increases from 340 to 1460, and the corresponding EF were 1.8 and 4.3, respectively. The D peak signal is significantly enhanced when the graphene/TMDs hetero-structures is formed. Therefore, the I _D /Aku _G ratio of monolayer graphene is weaker than that of graphene/WS₂ hetero-structure. This is because the extrusion of WS₂ on graphene has the effect on the structure of graphene, which would result in the appearance of a small number of defects. In Fig. 7b, the PL intensity of graphene/WS₂ hetero-structure is higher than that of bare graphene, which may be related to the effective interlayer coupling and the strain effect. Meanwhile, the maximum intensity of PL spectra is increased from 270 to 1410, and the corresponding EF is 5.23. The intensity enhancement of characteristic peak can be attributed to the coupling of graphene/WS₂ hetero-structure.

a Raman spectra and b PL spectra characteristics comparison of graphene before and after WS₂ growth

Raman spectroscopy can be used to evaluate the crystal quality and film thickness of 2D materials. The Raman spectra comparison of WS₂ and graphene/WS₂ hetero-structure is shown in Fig. 8a. Compared to the Raman spectra of WS₂ , A_1g mode characteristic peak position of graphene/WS₂ hetero-structure was blue-shifted, and the intensity of E ¹ _2g mode and A_1g mode characteristic peaks was higher than those of WS₂ , and the graphene/WS₂ hetero-structure film has the excellent crystallinity. The reason is that the coupling between layers can be enhanced when the two materials are stacked to form the hetero-structure, which would generate the interlayer interaction forces. The maximum E ¹ _2g and A_lg characteristic peak intensity increases from 3400 and 1100 to 6500 and 2950, respectively. And the enhancement factors (EF) are 1.9 and 2.7, respectively. In addition, monolayer WS₂ and multilayer WS₂ are the direct band gap semiconductor and indirect semiconductor materials, respectively. Therefore, the PL spectroscopy can be used to identify the layer number of WS₂ Sampel. In Fig. 8b, the above two materials show that the strongest PL emission was around 626 nm, and that the band gap was approximately at 1.98 eV, which is consistent with band gap of the mechanically peeled monolayer WS₂ . The PL intensity of graphene/WS₂ hetero-structure was stronger than that of monolayer WS₂ . The reasons are the following:First, the work function between graphene and WS₂ does not match. Second, the internal field was formed. Third, the photoelectrons from WS₂ can transfer to graphene. Forth, the WS₂ material retains holes. The maximum intensity of strongest peak increases from 7450 to 19,320, and the EF of PL spectra are 2.6. The increase in peak intensity is due to the coupling between graphene and WS₂ materials.

a Raman spectra and b PL spectra characteristics comparison between WS₂ and graphene/WS₂ hetero-structure

Optical Micrograph and Characterization of Graphene/MoS₂ Hetero-structure

The optical microscope pictures of graphene/MoS₂ hetero-structure on SiO₂ /Si substrate are shown in Fig. 9a. We found that the color of the graphene transferred to SiO₂ /Si substrate was not much different from the original one. The surface was relatively clean except for a few particles in some areas. These results indicate that the graphene film is uniformly and completely formed. MoS₂ thin film covers graphene/SiO₂ /Si substrate, which can be connected into the continuous graphene thin film across the grain boundaries. The prepared graphene/MoS₂ hetero-structure was continuous and intact, and the sample surface was relatively clean, which has the good surface uniformity. The local fluorescence intensity distribution is not uniform when there are many defects. Figure 9b shows the in-plane fluorescence intensity distribution of triangular monolayer MoS₂ film. The crystal lattice of sample has the fewer defects. In Fig. 9c, d, the surface condition of the material is observed by AFM, and the height difference between the edge of the material and the graphene/SiO₂ /Si substrate is measured to judge the material thickness, the thickness of monolayer MoS₂ material is about 0.81 nm. It can be found by the SEM test result that the morphology of MoS₂ film sample is the triangular flake, as shown in Fig. 9e. It can be found by observing Fig. 9f that the molybdenum, sulfur and carbon elements are uniformly distributed in the EDX spectrum, which indicates that the graphene/MoS₂ hetero-structure has been successfully prepared.

a Optical micrograph, b mapping image, c AFM image, d height profile image, e FE-SEM image and f EDX spectrum of graphene/MoS₂ hetero-structure on SiO₂ /Si substrate

The interlayer interaction weakens with decrease in the film thickness. The A_1g mode characteristic peak is red-shifted, whereas the characteristic peak of E ¹ _2g mode is blue-shifted. As a result, the frequency distance between A_1g dan E ¹ _2g vibration modes becomes smaller, which can be used to identify the thickness of 2D materials. Figure 10a shows the Raman spectra of MoS₂ at different positions. The characteristic peaks of E ¹ _2g mode and A_1g mode were at 381.2 cm ⁻¹ and 400.5 cm ⁻¹ , masing-masing. And the peak spacing was 19.3 cm ⁻¹ , which indicates the presence of monolayer MoS₂ . Due to the Van der Waals force between the layers, the frequencies of two vibration modes moving in the same or opposite directions between adjacent atoms in the layers are slightly different. The PL spectra are used to obtain the light emission characteristics of MoS₂ film, as shown in Fig. 10b. As we all know, the luminous intensity of monolayer MoS₂ was much greater than that of multilayer, and the electronic band structure changed from indirect band gap to direct band gap when the layer number of MoS₂ material changed from multilayer to single layer. Therefore, there was only the strong emission peak of monolayer MoS₂ . In addition, the strongest PL peak was at 678.5 nm, and the corresponding direct band gap was 1.83 eV, which is close to the band gap value of mechanically peeling MoS₂ film. It can be found by observing Fig. 10c that the characteristic peak intensity of Raman spectra is increased with increase in the laser power and that the peak positions of E ¹ _2g dan A_1g mode characteristic peak were blue-shifted. This is because the Raman peak line would have a certain frequency shift with increase in the temperature and laser power. Figure 10d shows the power PL spectra of MoS₂ , the luminous intensity increasing accordingly with increase in the laser power, and the strongest PL peak position was blue-shifted.

Spectral characteristics characterization of MoS₂ . a Raman spectra at different positions, b PL spectra at different positions, c power Raman spectra and d power PL spectra

A high-frequency layer vibrating phonon mode of monolayer 2D material would split into the N corresponding high-frequency modes in an N-layer 2D material, which would lead to the Davydov splitting. Figure 11a shows the Raman spectra of graphene/MoS₂ hetero-structure, and there were the G, 2D peaks of graphene and the E ¹ _2g dan A_1g peaks of MoS₂ , which indicates the formation of layered graphene/MoS₂ hetero-structure material. The E ¹ _2g dan A_1g Raman characteristic peaks of MoS₂ were located at 375.5 cm ⁻¹ and 394.4 cm ⁻¹ , masing-masing. And the peak spacing was 18.9 cm ⁻¹ . Compared with intrinsic graphene, the G peak and 2D peak positions of graphene/MoS₂ hetero-structure shift to large wavenumbers, and G peak and 2D peak move from 1581 and 2672 cm ⁻¹ to 1587 and 2674 cm ⁻¹ , masing-masing. In addition, the intensity of G peak is stronger than that of 2D peak. The rise of the 2D and G peaks position is related to the effective interlayer coupling and the strain effect. Compared with the Raman spectra of MoS₂ material, the spectra of graphene/MoS₂ hetero-structure material are significantly shifted due to the enhancement of interlayer atomic interaction, and the peak intensity can also be significantly enhanced. It can be found from Fig. 11b that the graphene/MoS₂ hetero-structure has two absorption peaks at 621 nm and 683 nm and that the corresponding band gaps were 1.99 eV and 1.82 eV according to the conversion relationship between wavelength and electron volt. The luminous intensity of graphene/MoS₂ hetero-structure was lower than that of intrinsic MoS₂ . The reasons of these phenomena are that the graphene material has the weakening effect on the fluorescence of MoS₂ material and that the electronic energy band and electronic distribution can be changed due to the interlayer coupling, which can greatly change the PL and Raman spectra.

Spectral characteristics of graphene/MoS₂ hetero-structure. a Raman spectra at different positions, b PL spectra at different positions, c power Raman spectra and d power PL spectra

Figure 11c shows the power Raman spectra of graphene/MoS₂ hetero-structure, the Raman peaks intensity of G, 2D, E ¹ _2g , and A_1g increasing with increase in the laser power. The peak position difference between E ¹ _2g dan A_1g is gradually enhanced with increase in the layer number of MoS₂ bahan. The characteristic peak positions of E ¹ _2g dan A_1g were 377.2 cm ⁻¹ and 396.7 cm ⁻¹ , masing-masing. And the peak position difference was 19.5 cm ⁻¹ , which can be judged that MoS₂ material is the monolayer. Meanwhile, the G and 2D peaks of graphene were red-shifted and blue-shifted, respectively. This is because graphene material is doped with MoS₂ . It can be found by observing Fig. 11d that there were two PL peaks of graphene/MoS₂ hetero-structure. These PL peak corresponding to the compound transition of A and B excitons, wherein the light emission corresponding to the direct band gap exciton recombination was 1.84 eV, whereas the peak corresponding to the indirect band gap exciton recombination was at 2.0 eV. The luminous intensity of strongest peak is increased with increase in the laser power, and the peak position of the strongest PL spectra is red-shifted. This is due to the p -type conductivity of the graphene and the change of band structure when graphene and MoS₂ materials were stacked. In addition, the arrangement of energy bands at the interface allows the electrons from electron-rich MoS₂ to transfer to p -type graphene material.