对于每一代半导体来说,掺杂技术问题总是被放在优先事项的首位,其决定了一种材料是否可以用于电子和光电行业。当谈到二维(2D)材料时,在p型或n型中可控地掺杂2D半导体已经面临了巨大的挑战,更不用说实现对这一过程的连续控制了。
基于此,中国科学院上海技术物理研究所胡伟达研究员,复旦大学周鹏教授报道了PtSe、PtS0.8Se1.2、PdSe2和WSe2等2D层状材料独特的自调制掺杂特性。
文章要点
1)研究发现,垂直堆积的单分子层数目的变化是可控地将同一材料从p型掺杂调谐到本征以及到n型掺杂的关键因素。
2)基于动力学和热力学分析结果,研究人员发现,厚度引起的晶格形变使PtSSe中的缺陷从Pt空位过渡到阴离子空位,从而分别导致p型和n型电导。
3)通过厚度调制掺杂,WSe2二极管具有4400的高整流比和0.38 V的大开路电压。同时,PtSSe探测器克服了窄禁带光电器件暗电流大的缺点。
这些发现为基础科学研究和应用提供了一个全新的视角。
参考文献
Zhen Wang, et al, Controllable Doping in 2D Layered Materials, Adv. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adma.202104942
https://doi.org/10.1002/adma.202104942
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