S 缺陷 2H-MoS2 纳米晶体中应变驱动的电荷局域化与顺磁缺陷的自旋动力学
材料科学
2023-12-29 v2
摘要
对低维固体中局域自旋中心的起源和动力学进行微观控制，是下一代自旋电子学和量子技术的关键因素。借助低温电子顺磁共振（EPR）测量，并在密度泛函理论（DFT）框架内进行第一性原理计算的支持，我们在纳米晶硫缺陷六方二硫化钼（2H-MoS_(2-x)）中发现了不同于既定自旋 1/2 的 Mo5+ 中心观念的不同高自旋顺磁本征电荷中心 Mo3+(4d3) 和 Mo2+(4d4) 的起源。发现纳米结构 2H-MoS_(2-x) 中产生的临界应变对于这种层状材料中的自旋局域化非常关键。事实上，发现 DFT 中包含 D3 色散校正的 PBE+U 交换关联的计算有效命题，比先前探索的昂贵的更高阶交换关联泛函更为可行。还发现嵌入在 2H-MoS_(2-x) 主晶格中的还原氧化物相的氧空位具有最长的弛豫时间。此外，自旋-晶格弛豫测量的温度依赖性揭示了间隙自旋中心的直接过程以及硫和氧空位位的 Raman 过程。我们期望这一观察将成为更好地理解下一代量子技术和器件应用的宝贵支柱。
引用
@article{arxiv.2312.12805,
title = {Strain-driven Charge Localisation and Spin Dynamics of Paramagnetic Defects in S-deficit 2H-MoS2 Nanocrystals},
author = {Sudipta Khamrui and Kamini Bharti and Daniella Goldfarb and Tilak Das and Debamalya Banerjee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.12805},
year = {2023}
}
备注
This manuscript has 38 pages in single column and 7 figures. Supplementary information is not attached