- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
原位化学氧化构建的高性能横向MoS2-MoO3异质结光电晶体管；原位化学氧化构建的高性能MoS2-MoO3面内同质异质结光敏晶体管；
摘要： 利用均质材料构建具有清晰界面的面内p-n结是二维晶体管中的重要课题，这类器件在下一代集成电路和光电器件应用中极具潜力。因此，实现p-n界面可控且简便的方法备受期待。二硫化钼（MoS2）作为电子学和光电子学中原子层n型半导体展现出良好前景。本研究开发了一种简便可靠的方法，通过基于KI/I2溶液的化学氧化过程，原位将n型MoS2转化为p型MoO3以形成横向p-n结。该横向MoS2/MoO3 p-n结表现出高效的光响应和理想的整流特性，在0V偏压下最大外量子效率约650%、光电流密度约3.6 mA W?1，光开关比约102。高分辨率光电流成像进一步证实了这种高性能本征p-n结的重要性。由于在低源漏电压（VDS）和栅极电压（VG）下仍保持高光响应，所形成的MoS2/MoO3结p-n二极管在低功耗光电器件和逻辑电路中具有应用潜力。我们的发现凸显了载流子类型局域转化对于高性能MoS2基电子器件、光电器件及CMOS逻辑电路的前景。
关键词： 光电子学、横向p-n结、二硫化钼、光电流
更新于2025-09-23 15:19:57
-
量子点敏化的二硫化钼纳米片用于室温气体传感器
摘要： 用于环境监测的物联网需要高性能、低功耗且易于集成到大规模传感器网络中的气体传感器。虽然半导体气体传感器具有灵敏度高、成本低等诸多优势，但其高工作温度限制了应用范围。二维层状材料（典型代表为二硫化钼MoS2纳米片）因具有丰富的边缘位点和高面内载流子迁移率，正成为极具前景的气体传感材料候选者。本研究通过用硫化铅量子点（QDs）敏化MoS2纳米片，旨在克服室温下MoS2气体传感器响应迟缓微弱及恢复不完全的问题。量子点表面大量的悬挂键使其成为吸附气体分子的理想受体。经敏化的MoS2气体传感器在室温下表现出快速可逆的响应特性，对二氧化氮的检测限估计达到94ppb。这种用敏感量子点受体敏化二维纳米片的策略，可增强决定传感器性能的受体功能、换能器功能及利用效率，为半导体气体传感器的表面与界面工程提供了强大的新自由度。
关键词： 二氧化氮，室温，气体传感器，二硫化钼，量子点
更新于2025-09-23 15:19:57
-
在单层MoS?中雕刻人工边缘以实现表面增强拉曼热点可控形成
摘要： 热点工程有望通过实现分析物的高灵敏度和可重复检测，变革表面增强拉曼光谱（SERS）领域。然而，在大面积基底上可控生成具有特定位置和几何形状的SERS热点仍难以实现。本研究通过低功率聚焦激光切割技术在单层二硫化钼（MoS2）中雕刻人工边缘。我们发现当采用滴涂法沉积金纳米颗粒（AuNPs）时，这些颗?；嵊畔妊厝斯け咴稻奂?。第一性原理密度泛函理论（DFT）计算表明，由于未钝化（激光切割）边缘普遍存在悬键，AuNPs与人工边缘具有强结合力。AuNPs沿人工边缘的密集聚集增强了该区域的等离激元效应，从而仅在人工边缘形成热点。DFT进一步显示，AuNPs沿人工边缘的吸附促使材料从半导体行为转变为金属行为，这能进一步增强人工边缘的等离激元效应。这些效应仅出现在雕刻（即切割）边缘，而未在远离切割边缘的MoS2表面或天然（钝化）边缘观察到。为验证该概念的实际应用价值，我们使用该基底检测罗丹明B（RhB），在低至约10^-10 M浓度下，热点区域实现了约10^4倍的显著SERS增强。本文报道的单步激光蚀刻工艺可用于可控生成SERS热点阵列。因此，相比依赖电化学沉积、电子束光刻、纳米压印或光刻的传统SERS基底，该方案具有多重优势。虽然本研究聚焦于MoS2，但该概念原则上可推广至多种二维材料平台。
关键词： 聚焦激光照射、二硫化钼、局部热点、人工边缘、表面增强拉曼散射
更新于2025-09-23 15:19:57
-
开壳层有机物的延迟电荷复合：其在实现具有宽带（400-1160纳米）超高灵敏度与稳定性的卓越光电探测器中的应用
摘要： 单层过渡金属二硫化物虽在光电器件领域引发全球研究热潮，但其原子级超薄特性导致的光学吸收率降低始终制约实际应用。本研究创新性地利用手性螺旋分子5,14-二芳基二引达省并[2,1-f:1′,2′-j]芘（DDP）类衍生物（1ab/1ac/1bb）的双自由基特性——包括优异的吸收系数、紫外至近红外宽波段响应及微小三重态-单重态能隙，将其与单层MoS2复合构建出具有卓越性能与稳定性的光电探测器。通过系统的时间分辨研究表明：有机组分（1ac）/MoS2异质结中稳定的激子特性证实了界面电荷转移过程。值得注意的是，1ac/MoS2探测器凭借高效的光生载流子分离效应与匹配的II型能带排列，展现出5×10? A/W的超高峰值响应度与45毫秒的快速响应速度。该双自由基杂化探测器经一个月连续运行后性能无衰减迹象，为基于双自由基的高性能超宽带光电器件研发开辟了新途径。
关键词： 光电探测器、混合结构、二硫化钼、双自由基有机分子、过渡金属二硫化物
更新于2025-09-23 15:19:57
-
自供电且柔性的钙钛矿光电二极管/太阳能电池双功能器件（采用二硫化钼空穴传输层）
摘要： 混合有机-无机钙钛矿在光电器件中极具应用前景，但其不稳定性问题需在实际应用前解决。作为解决方案之一，寻找能提升器件稳定性和耐久性的传输层至关重要。本研究首次采用共掺杂石墨烯透明导电电极，在高性能柔性p-i-n型钙钛矿光电二极管（PD）/太阳能电池双功能器件（PPSBs）中应用二硫化钼（MoS2）作为空穴传输层（HTL）。该PPSBs在0V偏压下光照时电流激增高达10^6倍，实现"自供电"功能。在PD模式下，器件在紫外至可见光宽光谱范围内展现出高响应度和开关比；在太阳能电池模式下则呈现优良光伏特性。光响应性能在30天内仅衰减38%，连续光照100小时下光稳定性近乎完美。柔性PPSBs在4mm曲率半径下经历3000次弯曲循环后仍保持约57%的初始光电流，展现出卓越机械性能。这些结果表明MoS2薄膜能成功用作钙钛矿基刚性/柔性光电器件的空穴传输层。
关键词： 光电二极管、共掺杂、二硫化钼、石墨烯、双功能、空穴传输层、钙钛矿、太阳能电池、自供电
更新于2025-09-23 15:19:57
-
单层和双层二硫化钼在激光辐照过程中的光致发光变化
摘要： 已尝试多种过渡金属二硫化物的合成后处理工艺来控制层数和缺陷浓度，这些因素对电学和光学性质有重要影响。本研究中，我们监测了二硫化钼（MoS2）的光致发光（PL）变化，直至激光辐照在样品薄片上产生缺陷并完全蚀刻掉。与单层MoS2相比，蚀刻双层MoS2需要更高的激光功率。当激光功率为270 μW（半高全宽1.8 μm）作用于双层MoS2时，PL强度随时间的变化因薄片的逐层蚀刻而在激光辐照期间呈现双峰特征。然而当激光功率增至405 μW时，双层MoS2的两层同时被蚀刻，导致PL强度随时间的变化仅出现单峰，与单层MoS2情况一致。双层MoS2蚀刻模式对激光功率的依赖性也体现在激子和三重子PL峰的位置变化上。本文讨论了激光辐照引起的MoS2 PL光谱细微变化与PL量子效率、三重子-激子相互转化、平均原子间距及库仑相互作用屏蔽效应的关系。
关键词： 光致发光、缺陷、蚀刻、激光辐照、二硫化钼
更新于2025-09-23 15:19:57
-
通过激光辐照制备具有纳米横向尺寸的少层宽带隙MoS2
摘要： 本研究报道了一种快速、绿色且一步法制备具有宽带隙少层二硫化钼（MoS2）纳米片的新方法。我们合成了横向尺寸小且粒径分布均匀的MoS2纳米片，适用于多种应用场景。首先采用水热法合成MoS2粉末，随后通过40至80毫焦耳不同能量的激光辐照进行减薄处理。利用透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外-可见吸收光谱及光致发光（PL）光谱对MoS2纳米片的形貌、晶体结构和光学特性进行了表征。在80毫焦耳激光能量处理下获得的样品计算出最宽带隙达4.7电子伏特。结果表明成功制备了高纯度、均匀且少层的MoS2纳米片。此外，激光辐照还能提高MoS2纳米片（包括纳米片和纳米颗粒）的产率。因此，本文为过渡金属硫族化合物或其他层状材料的少层MoS2纳米片制备提供了一种简单环保的替代方案。
关键词： 低横向尺寸、少层、激光、二硫化钼
更新于2025-09-23 15:19:57
-
等离子体诱导非晶硫化钼在纳米多孔金上的过生长：一种具有增强电催化活性的杂化纳米颗?；肪澈铣煞椒?
摘要： 由地壳丰量过渡金属硫族化合物（如二硫化钼MoSx）与贵金属纳米颗粒（如金纳米颗粒）构成的杂化材料能产生协同效应，从而增强电催化反应性能。然而现有MoSx-金杂化材料的合成大多需要>500℃的高能耗热源或化学镀法才能实现MoSx在金表面的沉积。本研究展示了一种在常温条件下直接于胶体多孔金(NPG)表面外延生长MoSx的新方法，所制得的杂化颗粒对析氢反应表现出优异的电催化性能。该策略利用NPG的局域表面等离子体共振介导的光热效应，使其表面温度升至>230℃，从而引发(NH4)2MoS4前驱体分解并实现MoSx在NPG上的直接外延生长。通过调节前驱体与NPG的浓度比，可将沉积的MoSx颗粒量从Mo/(Au+Mo)比值的0.5%至2%进行系统调控。值得注意的是，研究发现该杂化颗粒具有比纯二硫化钼更高的桥接硫与端基硫原子比，这赋予了其更优异的析氢电催化性能——相较于纯MoSx，MoSx-NPG杂化材料显示出>30 mV更低的起始电位和1.7倍更小的塔菲尔斜率。本方法提供了一种节能高效的合成路径，可拓展应用于制备具有独特催化与传感性能的各种功能杂化结构。
关键词： 二硫化钼、电催化活性、纳米多孔金、析氢反应、等离子体效应
更新于2025-09-23 15:19:57
-
二硫化钼辅助的自组装聚(3-己基噻吩)气/液界面薄膜在环境条件下实现高性能场效应晶体管
摘要： 在π共轭聚合物的纳米尺度形貌中实现长程有序排列，对于有机电子器件中的高效电荷传输而言是一项关键挑战。通过在聚合物基质中引入二维二硫化钼（MoS2）纳米片并在氯仿中进行超声处理，成功实现了聚（3-己基噻吩）（P3HT）的长程有序排列与聚集。在气/液界面制备了不同MoS2含量比例的P3HT/MoS2纳米复合薄膜。采用紫外-可见吸收光谱研究了气/液界面沉积薄膜的聚集特性和激子带宽。此外，掠入射X射线衍射（GIXD）分析和原子力显微镜（AFM）显示，这些薄膜具有长程有序结构，且聚合物链在基底上呈现高度结晶的边缘取向排列。通过进一步制备有机场效应晶体管（OFETs），详细评估了聚集态、形貌及取向对宏观电荷传输性能的影响。在环境条件下，P3HT/MoS2（1%）纳米复合材料实现了高达0.160±0.007 cm2V?1s?1的空穴迁移率。
关键词： 有机场效应晶体管、二硫化钼、π共轭聚合物、纳米复合材料、聚3-己基噻吩、电荷传输
更新于2025-09-23 15:19:57
-
具有极低亚阈值摆幅和创纪录高开关比的双模MoS?丝状晶体管
摘要： 随着集成电路的快速发展，对具有更低亚阈值摆幅（SS）和更优接触特性的晶体管提出了迫切需求。为优化SS与接触问题，我们提出了一种双模式二硫化钼（MoS2）丝状晶体管概念。成功实现了该器件的晶圆级制备：模式I通过开关接触丝的导通/截止状态，使器件亚阈值摆幅低至2.26 mV/dec；模式II利用丝状结构作为准零维（quasi-0D）接触，实现创纪录的2.6×10^9开/关比。相较于传统三维（3D）接触，采用导电丝的准0D接触使电流密度提升近50倍。我们构建了SPICE模型模拟电学行为，成功预测该晶体管在模式I（通过突变的丝形成/断裂）具有极低SS，在模式II具有优异的准0D接触特性。相比现有最先进晶体管，这种双模式MoS2丝状晶体管能显著改善SS与接触性能，对推动下一代主流晶体管发展具有重要潜力。
关键词： 亚阈值摆幅、二硫化钼、准零维接触、丝状晶体管、开关比
更新于2025-09-22 11:55:49