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段鑲鋒&黃昱Nat. Synth.：光學(xué)性能提高超400倍！
來(lái)源： 時(shí)間：2023-10-18 09:21:09 瀏覽：2099次

第一作者：Boxuan Zhou\Jingyuan Zhou

通訊作者：段鑲鋒教授、黃昱教授

通訊單位：美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校

DOI: 10.1038/s44160-023-00396-2



研究背景



二硫化鉬（MoS2）具有明顯的層依賴物理性質(zhì)，是一種廣泛研究的二維（2D）層狀半導(dǎo)體。單層MoS2具有直接帶隙，使得其具有強(qiáng)的光-物質(zhì)相互作用；而多層MoS2是間接帶隙半導(dǎo)體，呈現(xiàn)光學(xué)惰性。因此，需要找多層MoS2層間到去耦合的方法，以生產(chǎn)具有單層MoS2特性的塊狀單層材料?；诖?，美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校段鑲鋒教授和黃昱教授等人報(bào)道了一種化學(xué)脫摻雜策略來(lái)調(diào)控分子插入MoS2中的電子密度，從而保留單層半導(dǎo)體特性。通過(guò)在電化學(xué)插入過(guò)程中引入聚乙烯吡咯烷酮-溴絡(luò)合物，在去耦合層間相互作用和降低電子濃度的情況下，可以產(chǎn)生體單層MoS2薄膜。該研究為大面積MoS2薄膜制備開辟了一條道路，為基礎(chǔ)光物理研究和可擴(kuò)展的光電應(yīng)用提供了一個(gè)有吸引力的材料平臺(tái)。



文章要點(diǎn)



1.本研究報(bào)告了一種化學(xué)脫摻雜的方法來(lái)調(diào)節(jié)分子陽(yáng)離子插層MoS2中的電子摻雜，并制備出具有單層半導(dǎo)體特性的大塊單層MoS2（BM-MoS2）薄膜。

2.研究者通過(guò)在電化學(xué)插層中引入聚乙烯吡咯烷酮-溴絡(luò)合物（PVP-Br2），來(lái)消除MoS2在電化學(xué)插層過(guò)程多余電子，從而制備具有去耦合層間相互作用和降低電子濃度的體相單層BM-MoS2薄膜。

3. 所得薄膜表現(xiàn)出較強(qiáng)的激子發(fā)射，分別比剝離后的單層和多層材料強(qiáng)20倍和超400倍，具有高谷極化和增強(qiáng)的光電響應(yīng)。



圖文展示



圖1.分子插層和電子摻雜控制原理圖

圖2.結(jié)構(gòu)表征

圖3.PVP-Br2處理BM-MoS2薄膜的去電子摻雜機(jī)理

圖4.可控電子摻雜BM-MoS2的光譜研究

圖5.圓偏振分辨PL測(cè)量

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文字是人類用符號(hào)記錄表達(dá)信息以傳之久遠(yuǎn)的方式和工具?，F(xiàn)代文字大多是記錄語(yǔ)言的工具。人類往往先有口頭的語(yǔ)言后產(chǎn)生書面文字，很多小語(yǔ)種，有語(yǔ)言但沒(méi)有文字。文字的不同體現(xiàn)了國(guó)家和民族的書面表達(dá)的方式和思維不同。文字使人類進(jìn)入有歷史記錄的文明社會(huì)。
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