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新聞公告
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p型半導體MoS2薄膜材料制備及其應用上取得進展
發布人:王亞明  發布時間:2016-11-16   瀏覽次數:1197

二維半導體材料因其特殊的光學和電學性質,吸引了眾多關注,并廣泛應用于柔性電子器件、光電器件和自旋量子器件。MoS2由于容易存在硫空穴而顯示n型半導體特性。傳統化學氣相沉積方法(CVD)生長的單原子層MoS2一般采用MoO3與硫粉的高溫蒸發反應,摻雜與摻雜量均難以調控,目前文獻報道CVD MoS2產物也通常是n型半導體。但實際應用中,n型和pMoS2在形成p-n結中均必不可少。用一種更簡便容易的方法制備pMoS2仍然是一個挑戰。

我所胡平安教授領導的研究小組,受國家自然科學基金資助,在pMoS2制備方面取得了重要進展。首次報道了用含有1%W摻雜的Mo為原料,通過與H2O2進行化學反應制備前驅體,將前驅體旋涂在基底表面,通過高溫硫化反應即可獲得連續、大面積不同層數的MoS2薄膜,該方便簡單易操作。

圖1 大面積pMoS2的制備過程及其形貌表征


同時,對該薄膜的電學性質進行表征,發現其具有穩定的p性半導體性質。通過STEM結構表征和理論計算解釋了其產生p型性質的原因:MoS2薄膜表面W7O27W7O28納米團簇最低空軌道比MoS2價帶頂高0.15eV0.1eV,從而就使其電子在熱激發作用下,容易躍遷到WOX表面,產生p型性質。

圖2 圖案化制備PMoS2的示意圖,STEM和電學性質測試


同時該方法的另一大優勢是容易圖案化生長各種形貌結構大面積PMoS2,同時易于與傳統工藝相結合、實現半導體材料的集成化制備,使得大面積集成MoS2整流二極管制備成為可能。該結果以封面文章的形式發表在Advanced Functional Materials. 2016,26,6371-6379 (影響因子11.382)。




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