通过非接触式化学掺杂实现单层 MoS$_2$ 的金属—绝缘体转变
材料科学
2025-01-16 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
人们已付出诸多努力，通过调控过渡金属硫族化物层的环境来实现其功能化。然而，在不改变化学层或不破坏其二维特性的前提下诱导显著电子变化仍具挑战。本文采用一种非侵入技术，通过对石墨烯（Gr）进行 p 型和 n 型掺杂来移动单层 MoS 的化学势，而石墨烯仍作为良好解耦的二维衬底。随着氧（O）在石墨烯下的插层，我们展示了 MoS 中 0.45 eV 近乎刚性的费米能级移动；而铕（Eu）的插层则在 MoS 中诱导出金属—绝缘体转变，并伴随 0.67 eV 的巨带隙缩减。此外，我们探究了衬底电荷对 MoS 镜像孪晶界（MTBs）内一维态的影响。研究发现，即便 MoS 变为金属性，MTB 态的一维本质仍不受影响。进一步，由于一维态的周期性依赖于衬底诱导的充放电，这些边界可用作工作至室温的化学势传感器。
引用
@article{arxiv.2112.04978,
title = {Metal-insulator transition in monolayer MoS$_2$ via contactless chemical doping},
author = {Camiel van Efferen and Clifford Murray and Jeison Fischer and Carsten Busse and Hannu-Pekka Komsa and Thomas Michely and Wouter Jolie},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.04978},
year = {2025}
}