近日，哥倫比亞大學的Abhay Pasupathy教授(通訊作者)報道了利用化學氣相傳輸法和助溶劑法合成了三種不同的單層2D二硫化物晶體。作者利用掃描隧道顯微鏡(STM)和掃描透射電子顯微鏡(STEM)對三種材料的缺陷進行探究，同時通過光致發(fā)光(PL)實驗研究了缺陷與光電子性能之間的關系。
石墨片可成功剝離為單層石墨烯后，吸引了各個領域的科學家和工程師對二維(2D)材料的關注。其中，2D二硫化物屬于層狀二硫化物，其與石墨烯具有相似的結構特點，所以2D二硫化物具有十分優(yōu)異的電子以及光學性能。然而，2D二硫化物晶體的無序狀態(tài)極大的限制了其進一步應用，同時不同的合成和處理方法所引入的缺陷導致其電子結構具有很大的差異。更重要的是，目前關于缺陷對光電子性能的影響仍沒有完整的理論體系。因此，研究2D二硫化物的缺陷及其光電性能具有重大意義。
通過化學氣相傳輸法以及助熔劑生長法制備三種不同2D二硫化物晶體，探究不同制備和處理方法對晶體內(nèi)部缺陷的影響。
利用STM以及STEM探究了缺陷對材料光電子性能的影響，為全面地了解缺陷與材料性能關系提供基礎。
將DFT計算結果以及PL實驗與STM以及STEM進行比較，從理論層面理解缺陷與材料光電子性能的關系。
哥大教授利用化學氣相傳輸法以及助溶劑法合成三種不同的2D二硫化物晶體。通過STM和STEM對三種材料的缺陷進行探究，并利用PL實驗探究缺陷與光電子性能之間的關系。本文中2D過渡金屬硫化物的缺陷濃度比起目前水平可以減小兩個數(shù)量級，對于需要高激子濃度以及長散射時間的器件具有十分重要的意義。同時，作者還利用帶隙研究以及化學勢計算進一步對缺陷對電子結構的影響進行探究，為全面了解缺陷與材料的光電子性能關系提供了理論基礎。
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