Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các thuộc tính nội tại của trạng thái cạnh kim loại trong nanobelt MoS2
Tóm tắt
Các dioxit kim loại chuyển tiếp hai chiều (TMDs) có chiều thấp được đại diện bởi MoS2 đã thu hút sự chú ý do những tính chất cấu trúc, vật lý và hóa học độc đáo của chúng. Trong nghiên cứu này, nanobelt MoS2 một chiều (1D) đã được tổng hợp lần đầu tiên trên nền SiO2/Si thông qua phương pháp lắng đọng hơi hóa học (CVD). Các mặt phẳng cơ bản của nanobelt MoS2 đứng thẳng đứng trên nền, điều này khiến các cạnh lớp hình thành bề mặt trên của nanobelt. Bằng cách sử dụng quy trình chế tạo vi mô và nano, chúng tôi đã chế tạo một transistor hiệu ứng trường (FET) dựa trên nanobelt MoS2. Đặc tính truyền tải của thiết bị được điều khiển từ trên cho thấy sự điều chế cổng ở các cạnh MoS2 là không đáng kể, và các cạnh MoS2 được tìm thấy là kim loại lỗ với độ di động khoảng 0,0023 m2/V·s. Thiết bị có điện áp cổng bằng không cho thấy nồng độ tải khoảng 3,20 × 10^13 cm−2 và điện trở suất khoảng 8,59 × 10^4 Ω. Kết quả lần đầu tiên chứng minh các thuộc tính vận chuyển nội tại của các trạng thái cạnh kim loại trong nanobelt MoS2, điều này có thể thuận lợi cho việc ứng dụng các cạnh kim loại MoS2 trong các khía cạnh khác trong tương lai.
Từ khóa
#MoS2 #dioxit kim loại chuyển tiếp #nanobelt #transistor hiệu ứng trường #đặc tính vận chuyểnTài liệu tham khảo
Q.H. Wang, K. Kalantar-Zadeh, A. Kis, J.N. Coleman, M.S. Strano, Electronics and optoelectronics of two-dimensional transition metal dichalcogenides. Nat. Nanotech. 7, 699–712 (2012)
K. Andrews, A. Bowman, U. Rijal, P.Y. Chen, Z. Zhou, Improved contacts and device performance in MoS2 transistors using a 2D semiconductor interlayer. ACS Nano 14, 6232–6241 (2020)
B. Radisavljevic, A. Radenovic, J. Brivio, V. Giacometti, A. Kis, Single-layer MoS2 transistors. Nat. Nanotech. 6, 147–150 (2011)
Y. Gao, Z. Liu, D.M. Sun, L. Huang, L.P. Ma, L.C. Yin, T. Ma, Z. Zhang, X.L. Ma, L.M. Peng, H.M. Cheng, W. Ren, Large-area synthesis of high-quality and uniform monolayer WS2 on reusable Au foils. Nat. Commun. 6, 8569 (2015)
J. Feng, X. Qian, C.W. Huang, J. Li, Strain-engineered artificial atom as a broad-spectrum solar energy funnel. Nat. Photonics 6, 866–872 (2012)
S. Wang, Y. Chen, X. Li, W. Gao, L. Zhang, J. Liu, Y. Zheng, H. Chen, J. Shi, Injectable 2D MoS2-integrated drug delivering implant for highly efficient NIR-triggered synergistic tumor hyperthermia. Adv. Mater. 27, 7117–7122 (2015)
H.I. Karunadasa, E. Montalvo, Y. Sun, M. Majda, J.R. Long, C.J. Chang, A molecular MoS2 edge site mimic for catalytic hydrogen generation. Science 335, 698–702 (2012)
Q. Sun, Z. Wang, Z. Zhang, Q. Yu, Y. Qu, J. Zhang, Y. Yu, B. Xiang, Rational design of graphene-reinforced MnO nanowires with enhanced electrochemical performance for Li-ion batteries. ACS Appl. Mater. Interf. 8, 6303–6308 (2016)
L. Yang, D. Zhong, J. Zhang, Z. Yan, S. Ge, P. Du, J. Jiang, D. Sun, X. Wu, Z. Fan, S.A. Dayeh, B. Xiang, Optical properties of metal-molybdenum disulfide hybrid nanosheets and their application for enhanced photocatalytic hydrogen evolution. ACS Nano 8, 6979–6985 (2015)
J. Huang, L. Yang, D. Liu, J. Chen, Q. Fu, Y. Xiong, F. Lin, B. Xiang, Large-area synthesis of monolayer WSe2 on a SiO2/Si substrate and its device applications. Nanoscale 7, 4193–4198 (2015)
L. Yang, Q. Fu, W. Wang, J. Huang, J. Huang, J. Zhang, B. Xiang, Large-area synthesis of monolayered MoS2(1–x)Se2x with a tunable band gap and its enhanced electrochemical catalytic activity. Nanoscale 7, 10490–10497 (2015)
G. Hu, Y. Zhu, J. Xiang, T.-Y. Yang, M. Huang, Z. Wang, Z. Wang, P. Liu, Y. Zhang, C. Feng, D. Hou, W. Zhu, M. Gu, C.H. Hsu, F.C. Chuang, Y. Lu, B. Xiang, Y.L. Chueh, Antisymmetric magnetoresistance in a van der Waals antiferromagnetic/ ferromagnetic layered MnPS3/Fe3GeTe2 stacking heterostructure. ACS Nano 14, 12037–12044 (2020)
K.K. Kam, B.A. Parklnson, Detailed photocurrent spectroscopy of the semiconducting group VI transition metal dichaicogenldes. Phys. Chem. 86, 463–467 (1982)
R. Lv, J.A. Robinson, R.E. Schaak, D. Sun, Y. Sun, T.E. Mallouk, M. Terrones, Transition metal dichalcogenides and beyond: synthesis, properties, and applications of single- and few-layer nanosheets. Acc. Chem. Res. 48, 56–64 (2015)
K.F. Mak, C. Lee, J. Hone, J. Shan, T.F. Heinz, Atomically thin MoS2: a new direct-gap semiconductor. Phys. Rev. Lett. 105, 136805 (2010)
A. Splendiani, L. Sun, Y. Zhang, T. Li, J. Kim, C.Y. Chim, G. Galli, F. Wang, Emerging photoluminescence in monolayer MoS2. Nano Lett. 10, 1271–1275 (2010)
J.V. Lauritsen, J. Kibsgaard, S. Helveg, H. Topsøe, B.S. Clausen, E. Lægsgaard, F. Besenbacher, Size-dependent structure of MoS2 nanocrystals. Nat. Nanotechnol. 2, 53–58 (2007)
S. Helveg, J.V. Lauritsen, E. Lægsgaard, I. Stensgaard, J.K. Nørskov, B.S. Clausen, H. Topsøe, F. Besenbacher, Atomic-scale structure of single-layer MoS2 nanoclusters. Phys. Rev. Lett. 84, 951–954 (2000)
M.V. Bollinger, J.V. Lauritsen, K.W. Jacobsen, J.K. Nørskov, S. Helveg, F. Besenbacher, One-dimensional metallic edge states in MoS2. Phys. Rev. Lett. 87, 196803 (2001)
L. Yang, H. Hong, Q. Fu, Y. Huang, J. Zhang, X. Cui, Z. Fan, K. Liu, B. Xiang, Single-crystal atomic-layered molybdenum disulfide nanobelts with high surface activity. ACS Nano 9, 6478–6483 (2015)
Y. Liu, H. Nan, X. Wu, W. Pan, W. Wang, J. Bai, W. Zhao, L. Sun, X. Wang, Z. Ni, Layer-by-layer thinning of MoS2 by Plasma. ACS Nano 7, 4202–4209 (2013)
L. Yang, X. Cui, J. Zhang, K. Wang, M. Shen, S. Zeng, S.A. Dayeh, L. Feng, B. Xiang, Lattice strain effects on the optical properties of MoS2 nanosheets. Sci. Rep. 4, 5649 (2014)
A. Molina-Sanchez, L. Wirtz, Phonons in single-layer and few-layer MoS2 and WS2. Phys. Rev. B 84, 155413 (2011)
C. Lee, H. Yan, L.E. Brus, T.F. Heinz, J. Hone, S. Ryu, Anomalous lattice vibrations of single and few-layer MoS2. ACS Nano 4, 2695–2700 (2010)
Q. Feng, Y. Zhu, J. Hong, M. Zhang, W. Duan, N. Mao, J. Wu, H. Xu, F. Dong, F. Lin, C. Jin, C. Wang, J. Zhang, L. Xie, Growth of large-area 2D MoS2(1–x)Se2x semiconductor alloys. Adv. Mater. 26, 2648–2653 (2014)
A. Kuc, N. Zibouche, T. Heine, Influence of quantum confinement on the electronic structure of the transition metal sulfide TS2. Phys. Rev. B 83, 245213 (2011)
Y. Park, V.-E. Choong, B.R. Hsieh, C.W. Tang, Y. Gao, Gap-state induced photoluminescence quenching of phenylene vinylene oligomer and its recovery by oxidation. Phys. Rev. Lett. 78, 3955 (1997)
Y. Wu, C. Zhou, H.R. Wu, Y.Q. Zhan, J. Zhou, S.T. Zhang, J.M. Zhao, Z.J. Wang, X.M. Ding, X.Y. Hou, Metal-induced photoluminescence quenching of tri-(8-hydroxyquinoline) aluminum. Appl. Phys. Lett. 87, 044104 (2005)
K.S. Novoselov, A.K. Geim, S.V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S.V. Dubonos, I.V. Grigorieva, A.A. Firsov, Electric field effect in atomically thin carbon films. Science 306, 666–669 (2004)
J. Cha, K.-A. Min, D. Sung, S. Hong, Ab initio study of adsorption behaviors of molecular adsorbates on the surface and at the edge of MoS2. Current Appl. Phys. 18, 1013–1019 (2018)
F. Urban, F. Giubileo, A. Grillo, L. Iemmo, G. Luongo, M. Passacantando, T. Foller, L. Madauß, E. Pollmann, M.P. Geller, D. Oing, M. Schleberger, A.D. Bartolomeo, Gas dependent hysteresis in MoS2 field effect transistors. 2D Mater 6, 045049 (2019)
H. Nan, Z. Wang, W. Wang, Z. Liang, Y. Lu, Q. Chen, D. He, P. Tan, F. Miao, X. Wang, J. Wang, Z. Ni, Strong photoluminescence enhancement of MoS2 through defect engineering and oxygen bonding. ACS Nano 8, 5738–5745 (2014)