Substitutionele doping uit vreemde elementen onderscheidt zich als een voorkeursmethode voor het nauwkeurig afstemmen van de elektronische bandstructuur, het geleidingstype en de dragerconcentratie van ongerepte materialen. Op het gebied van driedimensionaal (3D) monokristallijn silicium is bijvoorbeeld de introductie van boor- (B) en stikstofatomen (N) als respectievelijk acceptor- en donordoteermiddelen zeer effectief gebleken bij het verbeteren van de mobiliteit van dragers. Deze verbetering positioneert silicium voor geavanceerde toepassingen in geïntegreerde schakelingen.

Molybdeendisulfide (MoS₂ breidt zich uit naar het rijk van tweedimensionale (2D) halfgeleiders ) heeft een enorm potentieel voor toekomstige opto-elektronische apparaten. De controleerbare dopingstrategieën voor 2D-materialen en hun toekomstige toepassingsrichtingen vereisen echter verder onderzoek. Als een nieuwe grens in de materiaalwetenschap blijft de zoektocht naar optimale dopingmethodologieën in 2D-materialen zich ontvouwen, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor ongekende vooruitgang op het gebied van de opto-elektronica.

Onderzoekers onder leiding van Anlian Pan, Dong Li en Shengman Li van de Hunan Universiteit, China, zijn toegewijd aan het pionieren van de synthese van 2D-halfgeleiders met een groot oppervlak, hoge kwaliteit en lage defectdichtheid. Hun onderzoek richt zich op het ontrafelen van de foto-elektrische eigenschappen van deze materialen en het onderzoeken van hun potentieel in toekomstige apparaattoepassingen.

Voortbouwend op de basis van het voorbereiden van pure MoS voor hoge mobiliteit₂ , verdiepten de onderzoekers zich in het rijk van buitenlandse substitutionele doping, waarbij ze vanadium (V)-atomen introduceerden. Hun aanpak was erop gericht de overdrachtskarakteristieken van MoS₂ te verfijnen door de V-doteringsconcentratie te variëren. Uit hun onderzoek bleek met name dat V-gedoteerd MoS₂ monolagen met lage doteringsconcentraties vertoonden een verbeterde B-exciton-emissie, wat veelbelovend was voor toepassingen in breedbandfotodetectoren.

Het werk, getiteld "Dampgroei van V-doped MoS₂ monolagen met verbeterde B-exciton-emissie en brede spectrale respons", werd gepubliceerd in Frontiers of Optoelectronics op 7 december 2023. Dit onderzoek draagt ​​waardevolle inzichten bij aan het evoluerende landschap van tweedimensionale halfgeleiders en hun potentiële impact op opto-elektronische technologieën.

Meer informatie: Biyuan Zheng et al., Dampgroei van V-gedoteerd MoS₂ monolagen met verbeterde B-exciton-emissie en brede spectrale respons, Grenzen van de opto-elektronica (2023). DOI:10.1007/s12200-023-00097-w

Aangeboden door Frontiers Journals