探究由 Mo 箔生长的 MoS2 单层中缺陷与增强迁移率之间的关系
介观与纳米尺度物理
2024-05-28 v1 材料科学
摘要
原子空位（如二维 TMDs 中的硫族元素空位）对于改变主体材料的电子结构和输运性质至关重要。我们提出了一种利用 CVD 和氧化钼（Mo）箔生长单层 MoS2 的直接单步方法，并深入研究了生长态样品的输运性质。由这些 MoS2 薄片制备的器件表现出优异的电学响应，其中表现突出的器件实现了超过 100 cm2V-1s-1 的迁移率。结构分析和光学特征揭示了这些样品中存在硫族元素缺陷。为了阐明固有缺陷对电子输运性质的影响，我们在两组表现出相对较高或较低迁移率的不同器件上测量了低温输运。结合热激活输运模型与量子电容计算，我们证明了导带附近浅能级的存在，这可能归因于 MoS2 中的硫空位。这些空位导致了器件沟道中电子的跳跃导电。此外，我们的结论通过低温扫描隧道显微镜测量得到了证实，该测量揭示了在 Mo 箔生长的样品中存在大量孤立的和横向的双硫空位。我们发现这些空位增加了导带附近的态密度，在 MoS2 沟道中引起本征 n 型掺杂。因此，这种升高的电导率提高了 MoS2 晶体管的场效应迁移率。我们的研究为 CVD 生长的单层 MoS2 中的硫族元素空位提供了见解，并强调了它们对电子输运性质的有益影响。
引用
@article{arxiv.2405.17373,
title = {Probing the Relationship between Defects and Enhanced Mobility in MoS2 Monolayers Grown by Mo Foil},
author = {Sudipta Majumder and Vaibhav Walve and Rahul Chand and Gokul M. A. and Sooyeon Hwang and G. V. Pavan Kumar and Aparna Deshpande and Atikur Rahman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.17373},
year = {2024}
}