二維半導(dǎo)體晶體的缺陷去除：捕獲氧分子提供更好的控制

對(duì)氧分子與作為新一代半導(dǎo)體而開發(fā)的原子薄層材料相互作用的研究可以顯著改善對(duì)這些二維(2D)材料的制造和應(yīng)用的控制。

這項(xiàng)研究由韓國(guó)大邱慶北科學(xué)技術(shù)研究所 (DGIST) 的研究人員與韓國(guó)其他地方和日本的同事共同完成，發(fā)表在《Advanced Science》雜志上。

包含二維材料的單層鍵合原子可以具有半導(dǎo)體特性，適合于制造比通?？赡艿某叽缧〉枚嗟碾娮釉ňw管。這可以將微電子學(xué)提升到納米電子學(xué)水平，構(gòu)建微型且更高效的電路，包括柔性設(shè)備和太陽(yáng)能電池。

一些最有前途的二維材料是過(guò)渡金屬二硫族化物(TMD)，它含有元素周期表中過(guò)渡金屬族的元素，并結(jié)合了兩倍數(shù)量的硫族元素，尤其是硫、硒和碲。 DGIST 團(tuán)隊(duì)及其同事研究了鎢和硫的單層 TMD 晶體，其化學(xué)式為 WS2。

他們研究了氧分子吸附到晶體缺陷位點(diǎn)(硫空位，其中 WS2晶格位點(diǎn)缺少硫原子)的趨勢(shì)。他們利用電子能量損失譜(EELS)技術(shù)探索了缺陷與氧分子之間的相互作用。

它使用電子顯微鏡發(fā)射電子穿過(guò)材料，然后分析電子的能量損失模式，以揭示關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)信息。 EELS 結(jié)果與光學(xué)分析和理論計(jì)算的見(jiàn)解相結(jié)合。

研究人員特別關(guān)注當(dāng) WS 2晶體被封裝在WS2層上方和下方的另一種材料——六方氮化硼(h-BN)的單層中時(shí)，吸附的氧分子固定到位的能力。 h-BN 是使用 2D TMD 構(gòu)建的電子和光子器件的常見(jiàn)成分。

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