Frontiers of Optoelectronics: Прогресс в области двумерных полупроводников

Замещающее легирование чужеродными элементами является предпочтительным методом для точного изменения структуры электронной полосы, типа проводимости и концентрации носителей в нетронутых материалах.

Например, в области трехмерного (3D) монокристаллического кремния введение атомов бора (B) и азота (N) в качестве акцепторных и донорных легирующих элементов, соответственно, оказалось весьма эффективным для повышения подвижности носителей. Такое улучшение позволяет использовать кремний для перспективных применений в интегральных схемах.

Расширяя сферу двумерных (2D) полупроводников, дисульфид молибдена (MoS₂) обладает огромным потенциалом для будущих оптоэлектронных устройств. Однако стратегии контролируемого легирования двумерных материалов и перспективные направления их применения требуют дальнейшего изучения. Как новый рубеж в материаловедении, поиск оптимальных методик легирования двумерных материалов продолжается, открывая путь к беспрецедентным достижениям в области оптоэлектроники.

Исследователи под руководством Анлиана Пана, Дуна Ли и Шенгмана Ли из Университета Хунань, Китай, посвятили себя первопроходческому синтезу двумерных полупроводников с большой площадью, высоким качеством и низкой плотностью дефектов. Их исследования направлены на раскрытие фотоэлектрических свойств этих материалов и изучение их потенциала в будущих устройствах.

Опираясь на фундамент подготовки высокоподвижного чистого MoS₂, исследователи погрузились в сферу инородного заместительного легирования, введя атомы ванадия (V). Их подход был направлен на тонкую настройку характеристик переноса MoS₂ путем изменения концентрации легирования V. Примечательно, что исследования показали, что монослои MoS₂, легированные V, с низкой концентрацией легирования демонстрируют усиленную эмиссию B-эксцитонов, что открывает перспективы для применения в широкополосных фотоприемниках.

Статья под названием «Vapor growth of V-doped MoS₂ monolayers with enhanced B-exciton emission and broad spectral response» была опубликована в журнале Frontiers of Optoelectronics. Это исследование вносит ценный вклад в развитие двумерных полупроводников и их потенциальное влияние на оптоэлектронные технологии.

08.01.2024