基于多重分形分析识别缺陷二维半导体：以单层 MoS_2 为例

二维半导体如单层过渡金属硫族化合物（SL-TMD）作为原子级薄层半导体材料已引起广泛关注。通常，在生长阶段由物理/化学方法产生的晶格点缺陷（硫空位）会对电学性质产生不利影响。然而，光致发光（PL）光谱 conventionally 用于表征单层薄膜，但迄今为止由于一般特征 PL 光谱的整体相似性，尚未被用于显示缺陷的存在或估计其数量。为寻找一种在不改变实验装置的情况下确定单层 ${\rm MoS_2}$ 上点缺陷存在的可行且稳健的方法，我们将多重分形去趋势波动分析（MF-DFA）和多重分形去趋势移动平均分析（MF-DMA）应用于单层 ${\rm MoS_2}$ 的 PL 光谱。我们比较了由 MF-DFA 和 MF-DMA 确定的原始与缺陷单层 ${\rm MoS_2}$ 的 PL 光谱的标度行为。我们的结果表明，PL 光谱具有多重分形性质，且单层 ${\rm MoS_2}$ 上不同数量的点缺陷（硫空位）显著改变了光致发光光谱的多重分形特征（Hurst、Hölder 指数）。研究表明，产生更多晶格点会导致发光光的更小波动，这有助于设计用于发光器件的特殊缺陷结构。在不使用扫描隧道显微镜（STM）和高分辨透射电子显微镜（HR-TEM）等昂贵表征仪器的情况下，点缺陷的相对数量几乎被阐明。