空间位阻因素对 MoS$_2$ 分子掺杂的影响
材料科学
2021-08-06 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
利用有机电子供体（OEDs）对二维（2D）材料进行表面功能化是调控材料电子性质的强有力方法。然而，我们对掺杂机理的基本理解很大程度上局限于根据分子氧化还原电势相对于二维宿主费米能级的位置将分子掺杂剂归类为 n 型或 p 型。关于除分子氧化还原性质外其他因素对掺杂影响的有限认知，使得可控地利用分子掺杂二维材料并设计新型 OEDs 颇具挑战。在此，我们使用两种具有相同氧化还原电势但空间位阻性质不同的分子掺杂剂 Me- 和 Bu-OED 对单层 MoS 进行功能化，以探究分子尺寸对 MoS 掺杂水平的影响。我们表明，在相同功能化条件下，Me- 和 Bu-OED 的掺杂能力分别为每分子 0.22 - 0.44 和 0.11 个电子，证明分子的空间位阻性质关键地影响着掺杂水平。利用较强的掺杂剂 Me-OED，在 MoS 中实现了 1.10 ± 0.37 × 10 cm 的载流子密度，这是迄今通过表面功能化对 MoS 实现的最高掺杂水平。总体而言，我们确立了对掺杂剂空间位阻性质的调控在分子掺杂剂理性设计中至关重要。
引用
@article{arxiv.2107.12470,
title = {Effects of Steric Factors on Molecular Doping to MoS$_2$},
author = {Serrae N. Reed and Yifeng Chen and Milad Yarali and David J. Charboneau and Julia B. Curley and Nilay Hazari and Su Ying Quek and Judy J. Cha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.12470},
year = {2021}
}
备注
5 figures and 1 table