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由于掺杂氮与硫-硫双空位形成的三聚体导致非完美单层MoS2中红外吸收大幅增强：一项第一性原理研究
摘要： 本研究采用第一性原理方法系统研究了完美单层MoS2（M）、含硫空位MoS2（M@SV）、硫位氮掺杂MoS2（M@ND）以及同时含硫空位和硫位氮掺杂的MoS2（M@V-D）的晶体结构、电子结构和光学吸收特性。结果表明氮原子倾向于位于Mo与S层之间，在原位置留下一个空位形成间隙氮原子，该间隙氮原子与硫空位构成NI-VS二聚体。我们研究了五种原子构型的M@V-D，发现最稳定结构包含NI-VS-VS三聚体。研究表明最稳定的M@V-D在红外区域具有显著高于其他体系的光吸收率，其红外吸收大幅增强主要源于三聚体决定的特殊晶体结构所形成的电子结构。认为M@V-D有望成为理想的红外材料候选体。
关键词： 单层二硫化钼，红外吸收
更新于2025-09-04 15:30:14
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通过光门控和压电光电子效应增强单层MoS2的NO2气体传感性能
摘要： 未来电子传感系统需要具有超高灵敏度的二氧化氮（NO?）传感器。然而传统传感器受限于相对较低的灵敏度、高成本和复杂的制备工艺。本研究报道了一种基于单层二硫化钼（MoS?）的简易可靠柔性NO?传感器。该柔性传感器凭借超大比表面积和二维半导体特性对NO?气体表现出高灵敏度：当NO?浓度为400ppb时，在0.67%拉伸应变和4mW/cm2功率的625nm红光LED（发光二极管）照射下（相较于黑暗无应变状态），单层传感器的灵敏度提升至671%。更重要的是，其响应时间显著缩短至约16秒，且仅需约65秒即可完成90%的恢复过程。我们通过理论模型探讨了微观机制，发现这种卓越的传感特性源于单层MoS?肖特基结器件中压电效应、光电效应与吸附-脱附诱导电荷转移的耦合效应。本工作为通过在中观系统中引入光门控效应和压电光电子学效应来进一步提升基于单层MoS?的气体传感器灵敏度开辟了新途径。
关键词： 光电门控效应、单层二硫化钼、超高灵敏度、柔性二氧化氮传感器、压电光电子效应
更新于2025-09-04 15:30:14