利用电导涨落谱探测少层 MoS$_{2}$ 中的缺陷态

尽管多个研究小组付出了协同努力，对高质量单层和少层过渡金属硫族化合物的缺陷动力学的详细实验描述仍然难以获得。在本文中，我们报道了对剥离于六方氮化硼上并覆盖高-$\kappa$ 介电质 HfO$_{2}$ 封盖层的若干少层 MoS$_{2}$ 的电导及其涨落的温度依赖性的实验研究。高-$\kappa$ 介电质的存在使器件对环境退化极为稳定，并且对重复热循环下器件特性的变化具有抗性，使我们能在超过一年的时间尺度上获得同一器件的可重复数据。与先前报道相比，我们的器件结构将 MoS$_2$ 沟道的电导涨落降低了数个数量级。我们器件中极低的噪声水平使得有可能探测到由带隙中的硫空位能级与导带边能级之间的电荷涨落所引起的产生-复合噪声。我们的工作确立了电导涨落谱作为定量探测低维半导体中带隙内缺陷能级的可行途径。