Forskere optrævler ny indsigt i lovende halvledermateriale

Forskere fra National University of Singapore (NUS) har etableret nye resultater om egenskaberne af todimensionelt molybdændisulfid (MoS) ₂ ), en meget undersøgt fremtidens halvleder.

I to separate undersøgelser ledet af professor Andrew Wee og adjunkt Andrivo Rusydi fra Institut for Fysik ved NUS Det Naturvidenskabelige Fakultet, forskerne afslørede iltens rolle i MoS ₂ , og en ny teknik til at skabe flere tunbare, omvendte optiske båndspalter i materialet. Disse nye indsigter uddyber forståelsen af ​​MoS's iboende egenskaber ₂ som potentielt kunne transformere dets applikationer i halvlederindustrien.

Forskere fra National University of Singapore har etableret nye resultater om egenskaberne af todimensionelt molybdændisulfid (MoS) ² ), en meget undersøgt fremtidens halvleder.

Undersøgelserne blev publiceret i prestigefyldte videnskabelige tidsskrifter Fysiske anmeldelsesbreve og Naturkommunikation henholdsvis.

MoS ₂ - et alternativ til grafen

MoS ₂ er et halvlederlignende materiale, der udviser ønskelige elektroniske og optiske egenskaber til udvikling og forbedring af transistorer, fotodetektorer og solceller.

Prof Wee forklarede, "MoS ₂ har stor industriel betydning. Med en atomisk tynd todimensionel struktur og tilstedeværelsen af ​​et 1,8 eV energibåndgab, MoS ₂ er en halvleder, der kan tilbyde bredere applikationer end grafen, der mangler et båndgab. "

Tilstedeværelse af ilt ændrer de elektroniske og optiske egenskaber af MoS2

I den første undersøgelse offentliggjort i Fysiske anmeldelsesbreve den 16. august 2017, NUS-forskere udførte en dybdegående analyse, som afslørede, at MoS' energilagringskapacitet eller dielektriske funktion ₂ kan ændres ved hjælp af ilt.

Holdet observerede, at MoS2 viste en højere dielektrisk funktion, når den blev udsat for ilt. Denne nye viden kaster lys over, hvordan adsorption og desorption af ilt fra MoS2 kan anvendes til at ændre dets elektroniske og optiske egenskaber, så de passer til forskellige applikationer. Undersøgelsen fremhæver også behovet for tilstrækkelig overvejelse af ydre faktorer, der kan påvirke materialets egenskaber i fremtidig forskning.

Den første forfatter til dette papir er Dr. Pranjal Kumar Gogoi fra Institut for Fysik ved NUS Det Naturvidenskabelige Fakultet.

MoS2 kan have to indstillelige optiske båndgab

I den anden undersøgelse offentliggjort i Naturkommunikation den 7. september 2017, teamet af NUS -forskere opdagede, at i modsætning til konventionelle halvledere, der typisk kun har et optisk båndgab, elektrondoping af MoS2 på guld kan skabe to usædvanlige optiske båndgab i materialet. Ud over, de to optiske båndgab i MoS2 kan indstilles via en simpel, glødeløs glødningsproces.

Forskergruppen identificerede også, at de indstillelige optiske båndgab er forårsaget af stærkt ladede gitterkoblinger som følge af elektrondoping.

Den første forfatter til dette andet papir er Dr. Xinmao Yin fra Institut for Fysik ved NUS Det Naturvidenskabelige Fakultet.

Forskningsresultaterne fra de to undersøgelser giver indsigt til andre materialer, der har lignende struktur med MoS ₂ .

"MoS2 falder ind under en gruppe materiale kendt som de todimensionelle overgangsmetaldihalcogenider (2-D-TMD'er), som er af stor forskningsinteresse på grund af deres potentielle industrielle anvendelser. Den nye viden fra vores undersøgelser vil hjælpe os med at låse op for mulighederne af 2-D-TMD-baserede applikationer såsom fremstilling af 2-D-TMD-baserede felteffekttransistorer, " sagde Asst Prof Rusydi.

Ved at udnytte resultaterne af disse undersøgelser, forskerne vil anvende lignende undersøgelser på andre 2-D-TMD'er og for at undersøge forskellige muligheder for at generere nye, værdifulde ejendomme i 2-D-TMD'er, der ikke findes i naturen.