通过 h-BN 封装固定化学吸附氧分子实现二维半导体缺陷钝化
应用物理
2024-07-01 v2
摘要
六方氮化硼（h-BN）是各种二维（2D）范德瓦耳斯异质结构器件的关键组分，但 h-BN 封装相对于二维半导体内部缺陷的确切作用仍不清楚。在此，我们报道 h-BN 封装通过将化学吸附的氧分子稳定到单层 WS2 晶体的缺陷上，极大地消除了缺陷相关的带隙态。电子能量损失谱（EELS）结合理论分析明确证实，氧分子化学吸附于 WS2 晶体的缺陷上并被 h-BN 封装固定，排除了氧分子 trapped 于 WS2 与 h-BN 之间界面处形成的气泡或褶皱中的可能性。光学光谱研究表明，h-BN 封装在各种激发和环境条件下阻止了氧分子的脱附，从而导致单层 WS2 晶体中自由电子密度大幅降低并稳定。与裸露 WS2 相比，这将激子湮灭过程抑制了两个数量级。此外，在 h-BN 封装的 WS2 晶体中，谷极化对各种激发和环境条件变得稳健。
引用
@article{arxiv.2210.00922,
title = {Defect Passivation of 2D Semiconductors by Fixating Chemisorbed Oxygen Molecules via h-BN Encapsulations},
author = {Jin-Woo Jung and Hyeon-Seo Choi and Young-Jun Lee and Youngjae Kim and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Min-Yeong Choi and Jae Hyuck Jang and Hee-Suk Chung and Dohun Kim and Youngwook Kim and Chang-Hee Cho},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.00922},
year = {2024}
}