哥伦比亚大学研究：2D晶体的缺陷调控及其光电性能

　　近日，哥伦比亚大学的Abhay Pasupathy教授(通讯作者)报道了利用化学气相传输法和助溶剂法合成了三种不同的单层2D二硫化物晶体。作者利用扫描隧道显微镜(STM)和扫描透射电子显微镜(STEM)对三种材料的缺陷进行探究，同时通过光致发光(PL)实验研究了缺陷与光电子性能之间的关系。

　　石墨片可成功剥离为单层石墨烯后，吸引了各个领域的科学家和工程师对二维(2D)材料的关注。其中，2D二硫化物属于层状二硫化物，其与石墨烯具有相似的结构特点，所以2D二硫化物具有十分优异的电子以及光学性能。然而，2D二硫化物晶体的无序状态极大的限制了其进一步应用，同时不同的合成和处理方法所引入的缺陷导致其电子结构具有很大的差异。更重要的是，目前关于缺陷对光电子性能的影响仍没有完整的理论体系。因此，研究2D二硫化物的缺陷及其光电性能具有重大意义。

　　通过化学气相传输法以及助熔剂生长法制备三种不同2D二硫化物晶体，探究不同制备和处理方法对晶体内部缺陷的影响。

　　利用STM以及STEM探究了缺陷对材料光电子性能的影响，为全面地了解缺陷与材料性能关系提供基础。

　　将DFT计算结果以及PL实验与STM以及STEM进行比较，从理论层面理解缺陷与材料光电子性能的关系。

　　哥大教授利用化学气相传输法以及助溶剂法合成三种不同的2D二硫化物晶体。通过STM和STEM对三种材料的缺陷进行探究，并利用PL实验探究缺陷与光电子性能之间的关系。本文中2D过渡金属硫化物的缺陷浓度比起目前水平可以减小两个数量级，对于需要高激子浓度以及长散射时间的器件具有十分重要的意义。同时，作者还利用带隙研究以及化学势计算进一步对缺陷对电子结构的影响进行探究，为全面了解缺陷与材料的光电子性能关系提供了理论基础。

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