二维过渡金属硫族化物中氢吸附原子进行 n 型掺杂的稳定性、效率与机理
材料科学
2019-08-14 v1
摘要
单层及少层过渡金属硫族化物（TMDCs）为电子与光电子器件提供了理想的二维半导体机遇。对于基于 TMDCs 的电子器件，必须引入在图形化掺杂后位置稳定的 n 型和/或 p 型掺杂剂。本文通过第一性原理计算研究 TMDC（MX2，其中 M = Mo、W，X = S、Se、Te）纳米片的氢掺杂，以阐明扩散与掺杂性质。我们发现 TMDCs 中吸附的氢原子在能量上最稳定于 Mo 或 W 平面正上方的间隙位，且具有可观的扩散能垒，该能垒按硫化物、硒化物、碲化物的顺序递增。位于 Mo 或 W 平面上最稳定间隙位的氢原子以极高效率（每氢原子一个电子）在导带中产生电子，且带隙内无任何缺陷态。我们分析了掺杂剂周围的化学键合特征及此种高效电子掺杂的机理。我们还比较了氢分子与 Te 空位的性质。我们的工作表明，氢掺杂是发展 TMDCs 上高集成度电子器件的有前景途径。
引用
@article{arxiv.1908.04360,
title = {Stability, efficiency, and mechanism of n-type doping by hydrogen adatoms in two-dimensional transition metal dichalcogenides},
author = {Sehoon Oh and June Yeong Lim and Seongil Im and Hyoung Joon Choi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.04360},
year = {2019}
}
备注
10 pages, 8 figures, 4 tables