原子级薄层 MoS₂ 的压阻效应与应变诱导带隙调控
介观与纳米尺度物理
2015-07-22 v1
摘要
MoS₂ 的带隙对应变高度可调，这导致其电导率受到调制，并表现为压阻效应；同时，在具有破缺反演对称性的奇数层 MoS₂ 中也观测到了压电效应。这种电学与力学性质之间的耦合使 MoS₂ 成为纳米机电系统（NEMS）中极具前景的材料。本文将单层、双层和三层 MoS₂ 集成于纳米机电薄膜构型中。我们通过电导率测量检测了应变诱导的带隙调控，并展示了 MoS₂ 中压阻效应的出现。采用有限元方法（FEM）模拟来量化带隙变化，并获取薄膜上空间变化的带隙分布的全貌。计算得到的压阻应变系数对于单层、双层和三层 MoS₂ 分别为 -148 ± 19、-224 ± 19 和 -43.5 ± 11，与最先进的硅应变传感器相当，且比基于悬浮石墨烯的应变传感器高出两个数量级。利用应变诱导带隙调控实现二维纳米材料电阻率的可控调制，为实施一类重要的 NEMS 换能器、柔性与可穿戴电子器件、可调谐光伏器件及光电探测提供了一种新方法。
引用
@article{arxiv.1507.05774,
title = {Piezoresistivity and Strain-induced Band Gap Tuning in Atomically Thin MoS2},
author = {Sajedeh Manzeli and Adrien Allain and Amirhossein Ghadimi and Andras Kis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1507.05774},
year = {2015}
}
备注
12 pages, 4 figures in Nano Letters (2015)