Forskare från National University of Singapore (NUS) har etablerat nya rön om egenskaperna hos tvådimensionell molybdendisulfid (MoS) 2 ), en brett studerad framtidens halvledare.
I två separata studier ledda av professor Andrew Wee och biträdande professor Andrivo Rusydi från institutionen för fysik vid NUS naturvetenskapliga fakulteten, forskarna avslöjade syrgas roll i MoS 2 , och en ny teknik för att skapa flera avstämbara, inverterade optiska bandgap i materialet. Dessa nya insikter fördjupar förståelsen av de inneboende egenskaperna hos MoS 2 som potentiellt skulle kunna förändra sina tillämpningar inom halvledarindustrin.
Forskare från National University of Singapore har etablerat nya rön om egenskaperna hos tvådimensionell molybdendisulfid (MoS) 2 ), en brett studerad framtidens halvledare.
Studierna publicerades i prestigefyllda vetenskapliga tidskrifter Fysiska granskningsbrev och Naturkommunikation respektive.
MoS 2 -ett alternativ till grafen
MoS 2 är ett halvledarliknande material som uppvisar önskvärda elektroniska och optiska egenskaper för utveckling och förbättring av transistorer, fotodetektorer och solceller.
Prof Wee förklarade, "MoS 2 har stor industriell betydelse. Med en atomärt tunn tvådimensionell struktur och närvaron av ett 1,8 eV energibandgap, MoS 2 är en halvledare som kan erbjuda bredare tillämpningar än grafen som saknar bandgap."
Närvaro av syre förändrar de elektroniska och optiska egenskaperna hos MoS2
I den första studien publicerad i Fysiska granskningsbrev den 16 augusti 2017, NUS-forskare genomförde en djupgående analys som visade att MoS energilagringskapacitet eller dielektriska funktion 2 kan ändras med syre.
Teamet observerade att MoS2 visade en högre dielektrisk funktion när den exponerades för syre. Denna nya kunskap belyser hur adsorption och desorption av syre genom MoS2 kan användas för att modifiera dess elektroniska och optiska egenskaper för att passa olika applikationer. Studien belyser också behovet av adekvat hänsyn till yttre faktorer som kan påverka materialets egenskaper i framtida forskning.
Den första författaren till detta dokument är Dr Pranjal Kumar Gogoi från Institutionen för fysik vid NUS naturvetenskapliga fakulteten.
MoS2 kan ha två avstämbara optiska bandgap
I den andra studien publicerad i Naturkommunikation den 7 september 2017, teamet av NUS-forskare upptäckte att i motsats till konventionella halvledare som vanligtvis bara har ett optiskt bandgap, elektrondopning av MoS2 på guld kan skapa två ovanliga optiska bandluckor i materialet. Dessutom, de två optiska bandgapen i MoS2 kan ställas in via en enkel, rak glödgningsprocess.
Forskargruppen identifierade också att de avstämbara optiska bandluckorna induceras av starkladdningsgitterkoppling som ett resultat av elektrondopningen.
Den första författaren till denna andra uppsats är Dr Xinmao Yin från institutionen för fysik vid NUS Naturvetenskapliga fakulteten.
Forskningsresultaten från de två studierna ger insikter till andra material som har liknande struktur som MoS 2 .
"MoS2 faller under en grupp av material som kallas de tvådimensionella övergångsmetalldihalkogeniderna (2-D-TMDs) som är av stort forskningsintresse på grund av deras potentiella industriella tillämpningar. Den nya kunskapen från våra studier kommer att hjälpa oss att låsa upp möjligheterna av 2-D-TMD-baserade applikationer såsom tillverkning av 2-D-TMD-baserade fälteffekttransistorer, " sa Asst Prof Rusydi.
Utnyttja resultaten av dessa studier, forskarna kommer att tillämpa liknande studier på andra 2-D-TMD och att utforska olika möjligheter att generera nya, värdefulla egenskaper i 2-D-TMD som inte finns i naturen.
