稀散铼掺杂及其对MoS2本征缺陷的影响
材料科学
2023-02-02 v1
摘要
取代掺杂的二维过渡金属硫族化合物已为场效应晶体管(FET)、传感器和光电子电路等下一代器件应用做好准备。本工作中，我们通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)实现了MoS2单层中取代型铼(Re)掺杂，其浓度可控低至500 ppm(百万分之一)。令人惊讶的是，我们发现即使痕量Re也会使硫位点缺陷密度降低5-10倍。第一性原理模型表明，引入Re后MoS2生长前沿的硫空位形成自由能增大，从而改善了化学计量比。值得注意的是，在生长的MOCVD MoS2中常见的缺陷光致发光(PL)在0.05原子百分比(at.%) Re时抑制了6倍，并在1 at.% Re时完全淬灭。此外，由于材料质量改善，Re-MoS2晶体管相比未掺杂MoS2表现出高达8倍的更大漏极电流和增强的迁移率。本工作为掺杂剂如何影响二维半导体生长动力学提供了重要见解，可望改善晶体质量与器件性能。
引用
@article{arxiv.2302.00110,
title = {Dilute Rhenium Doping and its Impact on Intrinsic Defects in MoS2},
author = {Riccardo Torsi and Kyle T. Munson and Rahul Pendurthi and Esteban A. Marques and Benoit Van Troeye and Lysander Huberich and Bruno Schuler and Maxwell A. Feidler and Ke Wang and Geoffrey Pourtois and Saptarshi Das and John B. Asbury and Yu-Chuan Lin and Joshua A. Robinson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.00110},
year = {2023}
}
备注
20 pages, 5 figures