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泛亚电竞平台万茜课题组在《ACS NANO》发表基于二维金属性两面神MoSH的研究成果

泛亚电竞平台:编辑:孙小芳时间:2021-12-09点击数: 来源:泛亚电竞平台   文/图:万茜;审核:程捷音

12月6日,泛亚电竞平台万茜课题组(二维材料及器件联合实验室)与中山大学陈琨课题组合作,在二维过渡金属二硫化物(TMDCs)研究方面再次取得重要进展,研究成果以“Synthesis and Characterization of Metallic Janus MoSH Monolayer”为题,在线发表在《ACS NANO》(IF=15.881) (https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c08531),这是该科研团队继今年3月份在《Advanced Materials》(IF=30.849)上发表论文后的又一项突破性工作。

“Janus”一词来源于罗马神话,Janus是罗马人的门神,也是罗马人的保护神。传说中,Janus拥有一前一后两副面孔:一副看着过去,一副看着未来。而两面神MoSH,就是指Mo原子层的上方由H原子层构成,下方则由S原子层构成,该结构打破了传统TMDCs的面外结构对称性,带有本征垂直电偶极子,在电子与光电子器件领域具有很大的应用前景。

该科研团队经过精确调控化学气相沉积(CVD)系统中的氢气等离子体处理工艺,将二维层状半导体材料MoS2的上层S原子,逐步替换成H原子,并且保持下层S原子晶格不受破坏,该过程必须精确控制相关参数,包括氢气等离子体功率﹑时间﹑气压等。研制出的单原子层MoSH,采用飞行时间二次离子质谱仪(TOF-SIMS),高分辨透射电镜(HRTEM),扫描电子显微镜(SEM),原子力显微镜(AFM),拉曼光谱(Raman),光致发光光谱(PL),以及开尔文探针力显微镜(KPFM),场效应晶体管(FETs)器件测试等微观与介观技术,进行了系统性的表征。研究表明,MoSH是费米面位于其导带内的金属性二维单原子层,其本征载流子浓度高达~2 × 1013cm?2。该研究成果精确定位了研制Janus MoSH的生长窗口,并给出了对器件应用具有重要意义的基本电学参数;此外,金属性的2D Janus MoSH有望成为观察中红外区域表面离子体共振(SPR)的新型平台。

本研究工作得到了国家自然科学基金(61804067,51802360,62104165),江苏省自然科学基金(BK20170193,BK20210713),以及江苏省、无锡市相关人才项目资助。万茜副教授为该论文的第一作者(共一)、共同通讯作者,中山大学陈琨副教授为该论文的共同通讯作者。

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c08531

二维金属性两面神MoSH的研制

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