二硫化钼(MoS2)是一种二维层状半导体,其具有独特的电子和光学性质。单层MoS2由于其直接带隙而具有强的光-物质相互作用,而多层MoS2是一种间接带隙半导体,并具有光学惰性。MoS2与有机阳离子的分子嵌入提供了一种使层间相互作用解耦的策略,从而产生大块单层材料,但通常伴随着电子掺杂效应,该效应会降低本征半导体性能或诱导相变。在这里,加利福尼亚大学Xiangfeng Duan、Yu Huang报道了一种化学去掺杂策略,以调整分子嵌入MoS2中的电子密度,从而保持单层半导体特性。
本文要点:
1) 通过在电化学插层过程中引入聚(乙烯基吡咯烷酮)-溴络合物,作者制备了具有解耦层间相互作用和降低电子浓度的体相单层MoS2薄膜。所得薄膜具有强的激子发射,分别比剥离的单层和多层材料强20倍和400倍,并且具有高谷偏振和增强的光电响应特性。
2) 该研究为大面积体相单层MoS2薄膜开辟了一条可扩展途径,并且该薄膜具有类似单层的光学性能和增加的光学截面,从而为基础光物理研究和可扩展光电子应用提供了一个有效材料平台。
Boxuan Zhou et.al A chemical-dedoping strategy to tailor electron density in molecular-intercalated bulk monolayer MoS2 Nature Synthesis 2023
DOI: 10.1038/s44160-023-00396-2
https://doi.org/10.1038/s44160-023-00396-2