单层 MoS2 场效应晶体管中的巨型持久光电导
介观与纳米尺度物理
2021-01-12 v1 材料科学
摘要
单层过渡金属二硫化物（TMD）在超薄电子学和光子学中具有众多潜在应用。将基于 TMD 的器件暴露于光线下会产生光载流子，从而导致电导率增强，这可以有效地用于例如光电探测器中。如果光电导增强在照射去除后仍然存在，该效应被称为持久光电导（PPC）。在这里，我们展示了紫外线（波长 = 365 nm）照射会在单层 MoS2（ML-MoS2）场效应晶体管（FET）中诱发寿命极长的巨型持久光电导（GPPC），其时间常数约为 30 天。此外，该效应导致电导率大幅提高，最高可达 107 倍。与先前将 PPC 归因于诸如基底或吸附物中捕获电荷等外在原因的研究不同，我们明确表明 GPPC 主要源于 ML-MoS2 的本征特性，例如在禁带中诱导大量局域态的晶格缺陷。这一发现得到了对基于 TMD 的 FET 中电输运的详细实验和理论研究，以及通过扫描隧道光谱、高分辨率透射电子显微镜和光致发光测量对 ML-MoS2 表征的支持。所获得的结果为基于缺陷的 TMDs 电子和光学性质工程在器件应用中奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2012.04044,
title = {Giant persistent photoconductivity in monolayer MoS2 field-effect transistors},
author = {A. George and M. V. Fistul and M. Gruenewald and D. Kaiser and T. Lehnert and R. Mupparapu and C. Neumann and U. Hübner and M. Schaal and N. Masurkar and A. L. M. Reddy and I. Staude and U. Kaiser and T. Fritz and A. Turchanin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.04044},
year = {2021}
}
备注
25 pages, 5 figures