化学掺杂构成了改变二维过渡金属二硫族化物(2D-TMD)的电子,化学和光学性质的有效途径。宾夕法尼亚大学Saptarshi Das,Susan B. Sinnott和Mauricio Terrones团队使用等离子体辅助方法将碳氢(CH)单元引入WS2单层。研究发现,CH-基团是最稳定的掺杂剂,可将碳引入WS2,从而导致光学带隙从1.98 eV降低到1.83 eV。研究表明,CH-基团并入WS2内的S空位,未掺杂的WS2表现出单极n型传导。然而,随着碳掺杂水平的增加,CH-WS2单层显示出p-分支并逐渐变成完全p-型。因此,嵌入WS2晶格的CH基团调控其电子和光学特性。该路线可用于掺杂其他2D-TMD以用于更有效的电子设备。
Zhang, F., Lu, Y. et al. Carbon doping of WS2; monolayers: Bandgap reduction and p-type doping transport. Sci. Adv. 5, eaav5003, 2019
Doi:10.1126/sciadv.aav5003.
https://advances.sciencemag.org/content/5/5/eaav5003