组合大面积 MoS2/锐钛矿-TiO2 界面：通向新兴光学与光电子功能的途径
材料科学
2021-01-29 v1
摘要
过渡金属硫族化合物（TMDC）与高介电常数过渡金属氧化物（TMO）的界面因 TMO 在降低金属-TMDC 接触的接触电阻和抑制费米能级钉扎方面无可置疑的影响而引发了大量讨论。在本工作中，我们聚焦于采用不同技术生长的大面积 TMDC/TMO 界面中尚未解决的纷扰。在此，我们在脉冲激光沉积（PLD）的 MoS2 薄膜上，分别使用原子层沉积（ALD）和 PLD 生长一层 TiO2。这两种不同技术产生的 TiO2 层具有不同的晶体性质、厚度和界面形貌，进而影响界面的电子和光学性质。此外，在分析 X 射线光电子能谱（XPS）的芯能级位移后，它们显示出随着 TiO2 厚度增加 p 型掺杂程度增强。对原始及存在广泛界面缺陷的 MoS2/锐钛矿-TiO2 界面的密度泛函分析，能够解释 MoS2 上掺杂与 TiO2 终止原子表面的相互依赖关系。界面的光学性质，包括光致发光、瞬态吸收与 z-scan 双光子吸收，表明 MoS2/TiO2（PLD）中存在缺陷诱导的局域中间带隙能级，导致激子信号淬灭。相反，MoS2/TiO2（ALD）中相对无缺陷的界面清晰显示出 MoS2 的 A 和 B 激子。从光学性质研究我们指出，MoS2/TiO2（PLD）界面可作为一种有前景的可饱和吸收体。此外，MoS2/TiO2（PLD）界面呈现出更好的光传输特性。通过制备具有离子凝胶顶栅的 p 型光晶体管，展示了 MoS2/TiO2（PLD）的潜在应用。
引用
@article{arxiv.2101.11941,
title = {Combinatorial Large-area MoS2/Anatase-TiO2 interface: A Pathway to Emergent Optical and Opto-electronic Functionalities},
author = {Tuhin Kumar Maji and J R Aswin and Subhrajit Mukherjee and Rajath Alexander and Anirban Mondal and Sarthak Das and R. K. Sharma and N. K. Chakraborty and K. Dasgupta and Anjanashree M R Sharma and Ranjit Hawalder and Manjiri Pandey and Akshay Naik and Kausik Majumdar and Samir Kumar Pal and K V Adarsh and Samit Kumar Ray and Debjani Karmakar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.11941},
year = {2021}
}