Improving the Luminescence Performance of Monolayer MoS(2) by Doping Multiple Metal Elements with CVT Method.
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DOI：
10.3390/nano13182520
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发表时间：
2023-09-08
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Qiu H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhao B;Huo Z;Li L;Liu H;Hu Z;Wu Y;Qiu H
二维过渡金属二硫属化合物（TMDC）作为二维半导体、光电器件和自旋电子器件的关键材料，受到广泛关注。虽然2D半导体的受控掺杂也可以用来调整它们的带隙和载流子类型，并进一步改变它们的电子、光学和催化特性，但这仍然是一个持续的挑战。在这里，我们成功地掺杂了一系列的金属元素（包括Hf，Zr，Gd和Dy）到单层二硫化钼通过一步化学气相传输（CVT），和原子嵌入结构的扫描透射电子显微镜（STEM）与探针校正测量确认。此外，主体晶体保存良好，没有观察到随机原子聚集。更重要的是，通过调整MoS2的能带结构，增强了荧光和载流子效应。这项工作提供了一种生长方法，用于将非相似元素掺杂到2D MoS2和潜在的许多其他2D材料中，以改变它们的性能。
Two-dimensional (2D) transition metal dichalcogenides (TMDCs) draw much attention as critical semiconductor materials for 2D, optoelectronic, and spin electronic devices. Although controlled doping of 2D semiconductors can also be used to tune their bandgap and type of carrier and further change their electronic, optical, and catalytic properties, this remains an ongoing challenge. Here, we successfully doped a series of metal elements (including Hf, Zr, Gd, and Dy) into the monolayer MoS2 through a single-step chemical vapor transport (CVT), and the atomic embedded structure is confirmed by scanning transmission electron microscope (STEM) with a probe corrector measurement. In addition, the host crystal is well preserved, and no random atomic aggregation is observed. More importantly, adjusting the band structure of MoS2 enhanced the fluorescence and the carrier effect. This work provides a growth method for doping non-like elements into 2D MoS2 and potentially many other 2D materials to modify their properties.
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