ACS Nano：单层二硫化钼中硫空位生成和钝化的原位X射线光电子能谱显微镜实时监控

NavyLIu

2022-12-18

充分了解二维材料中点缺陷的化学和电子性质，尤其是它们的产生和钝化，对于开发高效功能系统至关重要。近日，慕尼黑工业大学Alex Henning、Ian D. Sharp使用具有亚微米空间分辨率的X射线光电子能谱（XPS）在单层MoS₂中创建硫空位（SV），并在缺陷创建过程中原位监测其化学和电子性质。

本文要点：

1) 通过X射线照射，可以产生独特的钼3d光谱特征，并且随着S含量的降低，对这一特征的演变进行实时分析，可以发现在低剂量时主要是单硫空位的生成，而在高剂量时优先生成二硫空位。这些缺陷的形成导致费米能级向价带（VB）边缘移动，从而在VB内引入电子态，使其形成横向pn结。

2) 此外，作者发现这些缺陷在环境空气中短期暴露时是亚稳态的。相比之下，XPS测量期间的原位氧暴露使SV钝化，从而消除了部分未配位的Mo位点，并减少了VB边缘附近SV状态。相应的拉曼光谱和光致发光测量证实了作者对局域SV生成和钝化的发现，从而证明了MoS₂中SV的化学、结构和光电性质之间的联系。

参考文献：

Theresa Grünleitner et.al Real-Time Investigation of Sulfur Vacancy Generation and Passivation in Monolayer Molybdenum Disulfide via in situ X-ray Photoelectron Spectromicroscopy ACS Nano 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c06317

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c06317