新發現：半導體材料新光景

【據sciencedaily網站9月8日報道】二維二硫化鉬已成為一種被廣泛研究的未來半導體，並且，新加坡國立大學（NUS）研究人員已經確定了一些關於二維二硫化鉬性質的新發現。

在新加坡國立大學理學院物理系的Andrew Wee教授和助理教授Andrivo Rusydi博士的兩項研究中，研究人員揭示了氧氣在二硫化鉬中的作用，以及一種可在材料中創造出多重可調諧、倒置光帶間隙的新技術。這些獨特的見解更深層次的詮釋了二硫化鉬的固有特性，而這些特性很可能會改變其在半導體工業中的應用。

這些研究在科學期刊的物理評論信件和自然傳播雜誌中分別進行了發表。

二硫化鉬--石墨烯的替代品

二硫化鉬是一種半導體材料，其對晶體管、光電探測器和太陽能電池的開發和性能增強而言，具有良好的電子和光學性能。

Wee教授解釋說，「二硫化鉬在工業上具有非常重要的作用。二硫化鉬作為一種半導體，因為其具有原子級的薄的二維結構並存在1.8eV的能帶間隙，使其具有比無能帶帶隙的石墨烯更廣泛的應用。」

氧元素的存在改變著二硫化鉬的電子和光學性質

2017年8月16日發表在物理審查信函中的第一項研究中，新加坡國立大學的研究人員進行了深入分析，表明使用氧元素能夠改變二硫化鉬的儲能容量和介電函數。

研究小組觀察發現到，二硫化鉬在暴露於氧氣時會具有較高的介電性能。這一新的發現闡釋了如何利用二硫化鉬對氧的吸附和解吸來改變其電子和光學性質以適應不同的應用。同時其還強調在今後的研究中需要充分考慮可能影響材料性能的外部因素。

本文的第一作者是新加坡國立大學理學院物理系的Pranjal Kumar Gogoi博士。

二硫化鉬可存在兩個可調諧的光學帶隙

2017年9月7日發表在自然通訊雜誌的第二項研究中，新加坡國立大學的研究人員發現，相對於通常只有一個光帶間隙的傳統半導體，二硫化鉬的電子摻雜特性可以在材料中產生兩個不同尋常的光帶間隙。另外，二硫化鉬中的兩個光帶間隙可以通過簡單的正向退火工藝來調節。

研究小組還發現，由於電子摻雜特性，而使得強電荷晶格耦合導致了可調諧的光學帶隙。

第二篇論文的第一作者是新加坡國立大學理學院物理系的尹鑫茂（音譯）博士。

兩項研究的研究結果揭示了其他一些具有與二硫化鉬類似結構的其他材料。

助理教授Rusydi說：「二硫化鉬屬於一種被稱為二維過渡金屬二硫化物(2D-TMDs)的材料，由於其潛在的工業應用價值而使得其研究變得非常普遍。我們研究中的新發現將有助於我們解開對二維過渡金屬二硫化物的應用性能的開發，例如用其製造基於二維過渡金屬二硫化物的場效應晶體管。」

利用這些研究的結果，研究人員將對其他二維過渡金屬二硫化物應用進行類似的研究，並在二維過渡金屬二硫化物中探索自然中並不存在的新的有價值的特性。

原文來自sciencedaily，原文題目為 Scientists unravel new insights into promising semiconductor material，由材料科技在線匯總整理。

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