通过缺陷工程和氧键合增强 MoS2 的光致发光
材料科学
2014-05-20 v1
摘要
我们报道了通过缺陷工程和氧键合显著增强单层 MoS2 的光致发光 (PL)。显微 PL 和拉曼图像清楚地表明，PL 增强发生在高温真空退火过程中形成的裂纹/缺陷处。在考虑激光光斑尺寸后，裂纹/缺陷处的 PL 增强可高达数千倍。如此巨大的 PL 增强的主要原因包括：(1) 氧化学吸附诱导的重 p 型掺杂以及从三激子到激子的转换；(2) 低温 PL 测量证实了缺陷处激子非辐射复合的抑制。第一性原理计算揭示，吸附在 MoS2 硫空位上的氧分子具有约 2.395 eV 的强结合能。与理想 MoS2 表面上的物理吸附氧相比，化学吸附的氧提供了更有效的电荷转移（每个 O2 转移 0.997 个电子）。我们还证明，通过氧等离子体辐照可以轻松实现缺陷工程和氧键合。X 射线光电子能谱进一步证实了 Mo-O 键的形成。我们的结果为调制二维半导体的光学性质提供了一条新途径。来自 MoS2 缺陷位点的强且稳定的 PL 可能在光电器件中具有广阔的应用前景。
引用
@article{arxiv.1405.4334,
title = {Strong Photoluminescence Enhancement of MoS2 through Defect Engineering and Oxygen Bonding},
author = {Haiyan Nan and Zilu Wang and Wenhui Wang and Zheng Liang and Yan Lu and Qian Chen and Daowei He and Pingheng Tan and Feng Miao and Xinran Wang and Jinlan Wang and Zhenhua Ni},
journal= {arXiv preprint arXiv:1405.4334},
year = {2014}
}
备注
23 pages, 9 figures, to appear in ACS Nano