成果介绍
半导体的特性主要由晶体缺陷（包括天然缺陷）决定。范德华（vdW）半导体也不例外，它是新兴的一类材料：即使在最纯净的材料中也存在缺陷，并且会严重影响其电学、光学、磁学、催化和传感特性。但是，与常规半导体的缺陷能级已得到充分证明的情况不同，即使在研究最充分的vdW半导体中，在实验上也是未知的，这阻碍了对这些材料的理解和利用。
有鉴于此，近日，美国加州大学伯克利分校吴军桥教授等报道了通过瞬态光谱研究，直接评估了MoS2，WS2及其合金带隙中的深能级及其化学趋势。发现深能级之一遵循每个材料的导带最小值，这归因于天然的硫空位。还确定了一个可切换的DX中心（如深能级），其能量在不同材料上以固定能级排列，这解释了400 K以上的持久光电导性。实际的器件应用可以根据vdW材料的DX中心开发，例如基于单个缺陷的非易失性存储器等。这些缺陷有望为研究电子-声子耦合深能级深能级，电子相关性以及多体物理学（例如准2D晶体中的负U效应）提供平台。
图文导读
图1. 用于瞬态光谱研究缺陷的材料和器件。
图2. vdW晶体中的深能级及其排列。
图3. 温度依赖的持久光电导（PPC）和DX中心模型。
图4. 在MoS2和Mo0.3W0.7S2中测得的DX中心能级。
图5.光照前后MoS2的迁移率。
文献信息
Chemical trends of deep levels in van der Waals semiconductors
(Nat. Commun., 2020, DOI:10.1038/s41467-020-19247-1)
文献链接：
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