通过激光辐照钝化缺陷实现老化单层MoS?的可逆PL调控

摘要： 原子级薄层（1L）二硫化钼（MoS2）作为具有潜在光学应用价值的直接带隙半导体材料备受关注。单层二硫化钼的光致发光（PL）性能会因老化导致的缺陷形成而衰退，而钝化这些缺陷可显著改善其光学特性。本研究报道了通过激光处理增强老化1L-MoS2光致发光的方法。在受控气体环境中采用光致发光与拉曼光谱技术，我们发现该增强效应源于样品表面吸附物先被清除后，氧气在现有硫空位处的高效吸附。氧吸附过程耗尽负电荷，从而抑制三重子并提升中性激子复合效率，最终使光致发光强度提升6-8倍。拉曼光谱验证表明本研究的激光处理未对样品造成可测量的损伤，这对实际应用至关重要。值得注意的是，观测到的光致发光增强效应可通过真空环境或超快飞秒激发实现可逆调控——前者能实现样品上设计微图案的开关切换，后者则提供了精确调控光致发光的可控手段，这对光电子学和气体传感应用极具价值。