摘要:二维(2D)半导体二进制二进制对下一代电子和光子设备的非凡希望。尽管存在这种潜力,但在2D二分法中存在缺陷的存在导致载体的迁移率和光致发光(PL),而理论预测明显不足。尽管缺陷钝化提供了潜在的解决方案,但其影响并不一致。这是由于缺乏对2D材料表面化学的化学理解。In this work, we uncover new binding chemistry using a sequence-specific chemical passivation (SSCP) protocol based on 2-furanmethanothiol (FSH) and bis(trifluoromethane) sulfonimide lithium salt (Li-TFSI), which demonstrates a synchronized 100-fold enhancement in both carrier mobility and PL in WS 2 monolayers.我们提出了一种由超快瞬态吸收光谱(TA),硬X射线光电学光谱镜(HAXPES)和密度功能理论(DFT)钙化支持的中性和带电硫空位(SV)的原子水平协同缺陷钝化机制。我们的结果为2D WS 2建立了一个新的半导体质量基准,为开发可持续2D半导体技术铺平了道路。■简介
摘要:环境压力X射线光电子光谱(APXPS)与同时的电气测量结合,并由密度功能理论计算支持,以研究Operando动力学中基于基于气体的Tungsten二硫化物(WS 2)的感应机制。这种方法允许在现实的工作条件下的表面电势变化与WS 2传感活动层的电阻率之间的直接相关性。着眼于第2和NH 3的有毒气体,我们同时证明了氧化或还原剂之间的明显化学相互作用与WS 2活性层之间的明显化学相互作用及其对传感器响应的影响。The experimental setup mimics standard electrical measurements on chemiresistors, exposing the sample to dry air and introducing the target gas analyte at different concentrations.该方法适用于NH 3浓度100、230和760和14 ppm的NO 2浓度,为未来的APXPS研究建立了基准,用于在操作系统条件下进行快速获取时间和快速获取时间和1:1的电反应和光谱数据之间的相关性。我们的发现有助于更深入地了解2D过渡金属二分法中的传感机制,为针对各种工业应用和具有低能消耗的无线平台优化化学传感器铺平了道路。关键字:操作光谱,带弯曲,表面电势,密度功能理论,气体传感
二维二硫键(WS 2)作为具有独特层依赖性电子和光电特性的半导体材料,在光电设备领域表现出了有希望的应用前景。晶圆尺度单层WS 2膜的制造目前是一个至关重要的挑战,可以推动其在高级晶体管和集成电路中的应用。化学蒸气沉积(CVD)是一种可行的技术,用于制造大面积,高质量的单层WS 2膜,但其生长过程的复杂性导致低生长效率和WS 2的薄膜质量不一致。为了指导实验性努力以减少WS 2中的晶界,从而提高了膜质量以提高电子性能和机械稳定性,本研究通过第一原则理论计算研究了CVD增长过程中WS 2的成核机制。通过将化学势视为关键变量,我们在不同的实验条件下分析了WS 2的生长能曲线。我们的发现表明,调节钨和硫的前体的温度或压力可以决定性地影响WS 2的成核速率。值得注意的是,成核速率在1250 K的钨源温度下达到峰值,而硫源温度的升高或压力降低可以抑制成核速率,从而增强单层WS 2的结晶度和均匀性。这些见解不仅为根据需要在实验中微调核定率提供了强大的理论基础,而且还提供了优化实验参数以完善单层WS 2膜的结晶度和均匀性的战略指导。这些进步有望在一系列高性能电子设备中加速WS 2材料的部署,这标志着材料科学和工业应用领域的显着迈步。
摘要在二维(2D)半导体制造过程中,侧向P-N连接的构建非常重要,而且具有挑战性。先前的研究表明,垂直P-N连接可以通过垂直堆叠2D材料来制备。但是,界面污染和较大面积的可扩展性是垂直堆叠技术难以克服的挑战。构建2D横向P-N同型结是解决这些问题的有效策略。在空间选择性p型掺杂2D半导体的掺杂有望构建侧面P-N均匀结构。在这项工作中,我们开发了一种低能离子植入系统,将植入能量降低至300 eV。低能植入可以形成浅植入深度,这更适合调节2D材料的电气和光学特性。因此,我们利用低能量离子植入将氮离子直接涂成几层WS 2,并成功实现了WS 2的精确调节,其电导率类型从N型转换为双极性甚至P型传导。此外,通过将其扩展到其他2D半导体(包括WSE 2,SNS 2和MOS 2)来证明该方法的普遍性。基于这种方法,横向WS 2 p-n同型被制造出来,具有显着的直径特征。还准备了基于P-N结的光电探测器,并准备了光伏效应,开路电压可以达到0.39V。这项工作为可控掺杂2D半导体提供了有效的方法。
了解哈伯德模型对于研究各种多体状态及其费尔米金和玻色子版本至关重要。最近,过渡金属二分元元素杂叶剂已成为模拟Hubbard模型丰富物理学的有前途的平台。在这项工作中,我们使用托有此杂种颗粒密度的WS 2 /WSE 2异核器设备探讨了费米子和玻色子种群之间的相互作用。我们分别通过电子掺杂和电子孔对的光学注射来独立调整费米子和骨气群。这使我们能够形成强烈相互作用的激子,这些激子在光致发光光谱中表现出很大的能量隙。通过观察激子强度的抑制抑制激子的抑制,而不是玻色子的弱相互作用气体的预期行为,这表明爆发剂的预期行为,这表明形成了玻体莫特绝缘子,进一步证实了激子的不可压缩性。我们使用包括相空间填充的两波段模型来解释我们的观察者。我们的系统提供了一种可控的方法,可以在广义的bose-fermi-Hubbard模型中探索量子多体效应。
单层二硫化钨(1L-WS 2)是一种直接带隙原子层的半导体材料,单层金属二核苷元素(1L-TMDS)中具有应变可调节光学和光电特性。在这里,我们演示了从柔性聚碳酸酯十字形底物转移的剥落的1L-WS 2薄片中的双轴应变上的上转化光致发光(UPL)。当将双轴菌株应用于1L-WS 2时,从0增加到0.51%时,可以观察到,UPL峰位置的红移最高为60 nm/%菌株,而UPL强度则表现为指数级增长,上升能量差异从-303到-303至-120 MEV。双轴应变下1L-WS 2的UPL的测得的功率依赖性揭示了一个光子涉及多音量介导的上转换机制。所展示的结果为推进基于TMD的光学上转换设备提供了新的机会,以实现未来的灵活光子学和光电子学。
摘要:由于特性和维度的独特组合,研究了纳米级的各种应用,研究了过渡金属二分元。对于许多预期的应用,热传导起着重要作用。同时,这些材料通常包含相对较大的点缺陷。在这里,我们对内在和选择外部缺陷对MOS 2和WS 2单层的晶格导热率的影响进行系统分析。我们将Boltzmann传输理论与Green基于功能的T -Matrix方法相结合,以计算散射速率。缺陷配置的力常数是通过回归方法从密度功能理论计算获得的,这使我们能够以中等的计算成本采样相当大的缺陷,并系统地强制执行翻译和旋转声音总和规则。计算出的晶格导热率与MOS 2和WS 2的热传输和缺陷浓度的实验数据定量一致。至关重要的是,这表明在实验上观察到的晶格热导率的1/ t温度依赖性的强偏差可以通过点缺陷的存在来充分说明。我们进一步预测了固有缺陷的散射强度,以减少两种材料中两种材料中序列Vmo≈v2s => V 2S => v 2s> v s> s AD,而外部(ADATOM)缺陷的散射速率随着质量的增加而降低,以使li AD AD aD aD aD aD aD aD> k aD> k AD。与较早的工作相比,我们发现固有和外在的原子质都是相对较弱的散射体。我们将这种差异归因于翻译和旋转声音总规则的处理,如果不执行,则可能导致零频率限制的虚假贡献。
