ACS Nano：二维二硫化钼中硫空位介导的室温光致发光

Nanoyu

2023-07-08

单层过渡金属二硫属化物 (TMD) 中的原子缺陷（例如硫族空位）会显着影响其性能。

在这项工作中，剑桥大学Manish Chhowalla，Yan Wang提供了一种可重复且简便的策略，通过在氩/氢 (95%/5%) 气氛中在 600 °C 下退火，在单层 MoS₂ 中合理诱导硫族空位。

文章要点

1）同步加速器 X 射线光电子能谱显示，在与非化学计量 MoSx (0 < x < 2) 相关的退火 MoS₂ 中出现了 230.1 eV 处的 Mo 3d5/2 核心峰，拉曼光谱显示~380 cm⁻¹ 峰的增强，这归因于到硫空位。

2）当硫空位密度为~1.8 × 10¹⁴ cm⁻² 时，我们在室温下的光致发光（PL）光谱中观察到~1.72 eV（称为LXD）的缺陷峰。 LXD 峰归因于缺陷引起的带隙态中捕获的激子，通常仅在低温 (≤77 K) 下观察到。

3）时间分辨 PL 测量表明，在室温和低温下（8 K 时~2.44 ns），缺陷介导 LXD 发射的寿命比带边激子的寿命长。通过在硫蒸气中对有缺陷的MoS2进行退火可以抑制LXD峰，这表明可以钝化空位。

研究结果提供了关于室温和低温下硫空位如何影响 MoS₂ 中的激子和缺陷介导的 PL 发射的见解。

参考文献

Yiru Zhu, et al, Room-Temperature Photoluminescence Mediated by Sulfur Vacancies in 2D Molybdenum Disulfide, ACS Nano, 2023

DOI: 10.1021/acsnano.3c02103

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c02103