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利用具有对称十字谐振器的纳米结构增强可见光范围内单层二硫化钼（MoS2）的吸收
摘要： 为了增强单层二硫化钼（MoS2）的吸收效率，本研究提出了一种基于MoS2的对称十字谐振器新型纳米结构，可在可见光波段实现高效吸收。当共振波长为623纳米时，该吸收结构中单层MoS2的吸收率高达82%，显著高于空气中裸露的MoS2。通过引导模式共振效应，单层MoS2周围的电场得到增强，从而提升了结构内MoS2的吸收性能。通过调节该结构的参数，可实现可见光波段共振波长的可调性及结构内单层MoS2的高效吸收，这对基于MoS2的光电器件应用具有重要意义。
关键词： 吸收、单层二硫化钼、完美吸收结构、共振
更新于2025-09-23 15:23:52
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位错核的拓扑结构与极性决定了单层二硫化钼的机械强度
摘要： 与具有常见五七环（5|7）核心位错偶极的均质元素石墨烯不同，异质元素二硫化钼（MoS2）被发现含有多种能调控化学和物理性质的位错核心。然而，这些不可避免的位错核心如何影响MoS2的力学行为却几乎未被探究。本文通过直接原子尺度模拟，研究了拉伸载荷下单一位错嵌入MoS2单层的力学特性。所有孤立位错核心都会引发极性应力集中，其中伯格斯矢量较大的构型虽能量上不利但会呈现局部褶皱行为。研究表明：MoS2的本征抗拉强度由位错核心的拓扑结构与极性决定；位错核心诱导的最大残余应力与单层强度呈强负相关；力学失效始于缺失原子链侧的位错多边形键合处——扶手椅取向的4|8位错仅表现脆性断裂，而锯齿取向位错则出现双模式脆/韧断裂：Mo-S-Mo角取向裂纹呈脆性，S-Mo-S角取向裂纹则表现为韧性。本研究为通过位错工程实现异质二维材料力学设计及实际应用提供了新见解。
关键词： 机械强度、断裂特性、单层二硫化钼、分子动力学模拟、位错核
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用原子级薄二硫化钼进行电荷光学成像
摘要： 绘制局部表面电荷分布对于理解各种表面过程至关重要，同时也能检测与表面结合的分子。我们在此展示单层二硫化钼（MoS2）的光学吸收对电荷高度敏感，并利用这种原子级薄材料实现了局部表面电荷分布的光学成像。我们通过电化学栅极验证了成像原理并进行了电荷灵敏度校准。进一步研究表明，带电分子与这种原子级薄材料的结合会导致图像对比度发生显著变化，从而能够测定吸附分子的电荷量。这一能力为表征二维材料中的杂质和缺陷，以及实现分子的无标记光学检测和电荷分析开辟了新途径。
关键词： 电化学门控、单层二硫化钼、蛋白质结合、局部电荷成像、带电杂质
更新于2025-09-23 15:23:52
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单层二硫化钼通过微机电系统拉伸至1.3%应变
摘要： 我们报道了一种改进的转移技术，用于将原子级薄材料集成到微机电系统（MEMS）中，以研究应变物理并创建基于应变的器件。该方法能适应MEMS的非平面结构和脆弱性，同时仍能实现薄片的精确定位和无裂纹转移。此外，该方法利用转移聚合物将二维晶体锚定在MEMS上，从而缩短了制造时间并提高了成品率，还使我们能够利用二维晶体与聚合物之间的强机械耦合来对原子级薄系统施加应变。我们首次成功利用MEMS器件对单层二硫化钼（MoS2）施加应变，并实现了超过1.3%的应变，这标志着将二维材料与MEMS集成的一个重要里程碑。我们利用已建立的MoS2拉曼和光致发光光谱的应变响应来推断晶体中的应变并进行一致性检验。发现我们的实验结果与文献报道具有良好的一致性。
关键词： 光致发光、拉曼光谱、应变、单层二硫化钼、微机电系统
更新于2025-09-23 15:22:29
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通过直接激光写入实现单层二硫化钼发光的柔性工程化，用于多模式光学记录
摘要： 直接激光写入技术已被证实能有效调控多种纳米材料的光学和电学特性。在本研究中，我们设计了一种柔性直接激光写入方法来调控单层二硫化钼的荧光特性，并展示了其在光学记录中的潜在应用。通过研究连续波激光写入过程中单层二硫化钼的荧光光谱演变，发现其荧光能量可通过改变写入时间实现精确调控。这一特性使得在单层极限材料中实现具有光谱对比度的多模式光学记录成为可能，为高容量数据存储技术提供了新途径?；谟獠ǔじ从梅桨?，我们在单层二硫化钼上构建了原理验证型多模式光学记录系统，并讨论了实际应用面临的相关挑战。这种无需掩模且具有高空间分辨率的柔性方法，在二维材料基信息存储与光电器件领域展现出广阔应用前景。
关键词： 直接激光写入、光致发光、单层二硫化钼、波分复用、光学记录
更新于2025-09-23 15:21:01
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采用可扩展化学气相生长法，通过氧化应力衬层实现高性能单层二硫化钼光电探测器
摘要： 二硫化钼（MoS2）作为二维半导体的典型代表，因其可调带隙特性在光电器件应用中得到了广泛研究。然而，由于比表面积大，目前制备的光电探测器性能对环境极为敏感。本研究报道了采用原子层沉积技术生长3纳米氧化铝（Al2O3）?；げ愕拇蠊婺８咝阅艿ゲ鉓oS2光电探测器。与未覆盖Al2O3应力衬层的器件相比，在460纳米光照下，光电流和响应度均提升超过10倍，这归因于Al2O3层引入的拉应变。进一步表征显示该器件具有最先进的性能指标：响应度达16.103 A W?1，增益为191.80，噪声等效功率（NEP）为7.96×10?15 W Hz?1/2，探测率达2.73×1010琼斯。同时，由于Al2O3应力衬层提高了电子迁移率并减少了表面缺陷，光电探测器的响应上升时间也显著缩短。本研究表明，大规模应变单层MoS2光电探测器在下一代成像系统中具有重要应用潜力。
关键词： 光电探测器，氧化铝，应力衬层，单层二硫化钼
更新于2025-09-23 15:19:57
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石墨烯/hBN/MoS<sub>2</sub>范德华异质结构中电荷转移与无序对光电响应的相互作用
摘要： 石墨烯与过渡金属硫族化合物（TMDCs）二元范德华异质结构中展现的强光电响应，为高灵敏度光传感提供了新途径。虽然这种高灵敏度源于光激发载流子层间转移导致的石墨烯光栅效应，但硫族层中本征缺陷（如陷阱态和带隙中间态）的影响尚未深入探究。本研究采用石墨烯/hBN（六方氮化硼）/MoS?（二硫化钼）三层异质结构来解析光栅机制，其中hBN层作为界面势垒调控电荷转移时标。我们发现光响应存在两个新特征：首先，在短时光照下出现早于传统电荷转移负光导的意外正光导分量；其次，在远低于单层MoS?带隙的红外波段（高达1720 nm）呈现强负光响应。通过光导率的时间依赖性与栅压调控研究表明，这些现象可能源于陷阱态的光致充电过程。该三层结构在红外波段的响应度极高（180 K温度、≈?30 V背栅电压及20 mV源漏偏压条件下，1550 nm波长处响应度>10? A/W）。实验证实，光学敏感范德华异质结构中的界面工程，能为理解石墨烯/TMDC异质结构中层间与层内电荷重组过程提供关键依据。
关键词： 过渡金属二硫化物中的缺陷与无序、单层二硫化钼、光电晶体管、石墨烯、红外光探测、范德华异质结构
更新于2025-09-23 15:19:57
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激光退火技术制备高性能单层MoS2和WSe2场效应晶体管
摘要： 过渡金属二硫化物（TMDCs）作为极具前景的纳米电子与光电子材料已被深入研究。然而单层TMDCs表面普遍存在的环境氧分子与水分子等吸附物会显著降低器件性能，阻碍其精准应用。本研究报道了激光辐照对单层MoS2和WSe2器件输运特性与光电响应的影响，证实该激光退火工艺能有效清除物理吸附污染物。相较于真空抽滤与原位热退火处理，经激光退火的场效应晶体管展现出超过一个数量级的更高导通电流，且在低温环境下器件性能无明显衰减。单层WSe2器件迁移率可提升3-4倍，采用常规SiO2背栅的单层MoS2器件迁移率更激增20倍至37 cm2?V?1?s?1。传输线实验揭示的沟道与接触电阻降低现象，进一步验证了激光退火的高效清洁效果。此外，激光退火器件还获得了十倍增强的光电流。这些发现为获得具有洁净表面与本征特性的高性能单层TMDCs电子/光电子器件铺平了道路。
关键词： 过渡金属二硫化物、单层二硫化钼、光响应、场效应晶体管、激光退火、单层二硒化钨
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过分子氢相互作用探究单层二硫化钼的电子特性
摘要： 本研究通过详细实验探究了分子氢（H2）与单层二硫化钼场效应晶体管（MoS2 FET）的相互作用，旨在开发气体传感应用。该MoS2 FET在较低工作温度范围（300-473 K）内对H2展现出宽浓度范围（0.1%-90%）的响应特性。最重要的是，基于MoS2 FET的氢传感器具有完全可逆性和无需催化金属掺杂剂（铂或钯）等理想特性。实验结果表明：由于可逆电荷转移过程，MoS2电导率随H2浓度呈单调递增。研究提出该过程涉及与MoS2表面硫空位（VS）相互作用驱动的H2解离吸附，该机理与相关氢在MoS2表面吸附的密度泛函理论研究相符。最后，通过原子层沉积氧化铝部分钝化缺陷的MoS2 FET测量实验表明，硫空位在H2与MoS2相互作用中起关键作用。这些发现为未来单层MoS2与H2的催化过程应用提供见解，并证实MoS2 FET是极具前景的氢气传感器。
关键词： 氢气传感器、气体相互作用、氢气检测、单层二硫化钼、场效应晶体管
更新于2025-09-10 09:29:36
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单层MoS2介电函数的温度依赖性
摘要： 我们给出了单层二硫化钼（MoS2）介电函数ε = ε1 + iε2在1.4至6.0电子伏特能量范围和35至350开尔文温度范围内的解析表达式。该介电函数参数化模型通过多项式之和来表示ε，自然包含了临界点线型的不对称性。通过拟合模型参数实现温度依赖性，从而可计算任意温度下MoS2的介电函数。我们观测到位于布里渊区K点的基本吸收峰。这些结果有望为基于单层MoS2的应用器件技术设计与理解提供帮助。
关键词： 单层二硫化钼，椭圆偏振法，介电函数参数模型，介电函数
更新于2025-09-10 09:29:36