The comparative defect study on the polymeric transfer of MoS2 monolayers
化学气相沉积（CVD）生长的单层MoS2的无缺陷转移对于2D器件的制造和需要最小化衬底效应的各种研究的基本观点都是重要的。在众多的转移技术中，使用聚合物作为载体的两种众所周知的技术是湿转移技术和表面能辅助转移技术。在这项工作中，我们转移一个单一的CVD生长的单层MoS2通过这两种转移方法在一个类似的衬底上，并在转移过程中的应变和缺陷的干预探测拉曼和光致发光（PL）光谱，分别。我们发现，传统的和常用的湿转移技术退化的单分子层由于KOH污染。相比之下，使用表面能量辅助转移方法转移的单层具有与所生长的MoS2层相当的结构完整性和光学质量。与湿法相比，在表面能辅助技术中使用拉曼光谱研究记录了无应变转移。
2021-01-18 cond-mat.mtrl-sci
A Comparative Study of Machine Learning Models Predicting Energetics of Interacting Defects
Boston University（波士顿大学）
本研究比较了材料描述符、图神经网络和团簇展开三种方法预测相互作用缺陷系统自由能变化的性能，发现团簇展开模型在有限数据下表现优异，并探讨了扩充数据对图神经网络训练的影响。
2024-03-20 cond-mat.mtrl-sci cs.LG physics.comp-ph
Comparative Computational Study of the Energetics of Li, Na, and Mg Storage in Amorphous and Crystalline Silicon
为了评估非晶Si（a-Si）作为Li、Na和Mg离子电池的阳极的潜力，从第一性原理计算a-Si中的Li、Na和Mg原子的能量，并将其与晶体Si（c-Si）中的能量进行比较。结果表明，Si非晶化提高了阳极的平均电压，减小了金属原子插入时阳极的体积膨胀。计算的形成能量的Li，Na和Mg的缺陷在a-Si和c-Si的分析表明，能量的单原子进入a-Si的是更有利的。例如，a-Si中的Li、Na和Mg缺陷的缺陷形成能与c-Si中的缺陷形成能相比分别低0.71、1.72和1.82 eV。此外，在a-Si中的Li、Na和Mg缺陷（相对于真空参考态）的缺陷形成能与金属内聚能相当，因此通过适当控制充电过程，金属原子的插入是可能的。这与c-Si相反，其中Na和Mg原子的存储由于Na和Mg插入c-Si的高能量成本而受到限制。
2014-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Conducting and insulating LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ interfaces: A comparative surface photovoltage investigation
表面光电压谱（SPV）是一种分析宽禁带半导体（异质）结构表面和界面电子缺陷态能量分布的通用方法，本文应用SPV谱对生长在$_2$ -和SrO-封端的SrTiO $_3$上的5个晶胞厚的LaAlO $_3$异质结构进行了比较研究。如在过去的大量实验和理论研究中所示，这两个界面表现出显著不同的性质，第一个是导电的，第二个是绝缘的。我们目前的SPV调查揭示了清晰可辨的界面缺陷态分布的两种配置时，在一个经典的半导体能带结构的框架内解释。此外，裸SrTiO $_3$晶体与TiO $_2$或混合SrO/TiO $_2$终端显示类似的SPV光谱和瞬态做LaAlO $_3$覆盖的样品与SrTiO $_3$基板的相应终端。这是根据一些最近的作品，强调SrTiO $_3$的决定性作用和LaAlO $_3$相对于电子界面性能的次要作用。
2013-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Comparative Analysis of the Electronic Energy Structure of Nanocrystalline Polymorphs of Y2O3 Thin Layers: Theory and Experiments
报道了立方相和单斜相Y_2O_3纳米晶薄层的制备和原子结构的表征结果。实验数据表明，在纳米晶薄膜的平均晶粒尺寸为10-14 nm的立方和单斜研究结构的晶体有序。基于密度泛函理论（DFT）的模拟表明，这些相的电子结构在体和表面上的差异不大。理论模型还指出，显着的扩展所造成的能级分裂与实验数据（X射线光电子和光致发光光谱）的价带和导电带。各种内在和外在的缺陷（包括表面吸附的一氧化碳和二氧化碳）的存在下，不促进可见的变化，在两个研究阶段的Y2 O3表面的电子结构。光学吸收和发光测量表明，微不足道的带隙减少的Y2 O3纳米晶层和非常小的贡献，从缺陷态。非本征压缩和膨胀的模拟表明，即使在显着的应变下，纳米Y2 O3的电子结构的稳定性。综合研究的结果表明，氧化钇基纳米晶薄膜作为一种稳定的材料，具有广泛的光学应用前景。
2022-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Defect bound states in the continuum of bilayer electronic materials without symmetry protection
本文研究双层石墨烯连续谱中无需对称性保护的缺陷束缚态，证明其源于紧束缚哈密顿量的代数结构，并给出三角翘曲影响及 STM 观测方案。
2025-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci math.SP
Comparative Study of Chemically Synthesized and Exfoliated Multilayer MoS2 Field-Effect Transistors
我们报告实现的场效应晶体管（FET）与化学合成的多层二维晶体半导体二硫化钼。化学合成的（S-）MoS 2的电学性质，如FET迁移率、亚阈值摆幅、开/关比和接触电阻与机械剥离的（X-）MoS 2的电学性质是不可区分的，然而平带电压是不同的，可能是由于转移过程中产生的极性化学残留物。电子衍射研究和拉曼光谱显示的结构相似的s-MoS 2的x-MoS 2。这份关于s-MoS 2行为和性质的初步报告说明了使用合成层状2D晶体半导体的电子器件的可行性。
2013-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical Properties of Charged Defects in Monolayer MoS$_2$
本文通过原子级紧束缚模型和Bethe-Salpeter方程计算单层MoS₂带电缺陷的光谱，发现缺陷在自由激子峰下方100-200 meV处产生新峰，源于带隙内束缚态跃迁，结果与实验一致。
2023-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Wurtzite Boron Nitride as a potential defects host
本研究通过第一性原理混合DFT计算分析了wBN中关键本征点缺陷的形成能和电子结构，揭示其作为光学活性缺陷宿主的潜力，为极端条件下的量子技术及缺陷工程奠定基础。
2025-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Defect energetics and magnetic properties of 3d-transition-metal-doped topological crystalline insulator SnTe
在SnTe类拓扑晶体绝缘体中引入磁性是一个具有挑战性的课题，在量子器件应用中具有重要意义。基于第一性原理计算，我们研究了3d过渡金属（TM）掺杂SnTe的缺陷能量和磁性.我们发现，掺杂后的TM原子更倾向于处于中性态，并且具有较高的形成能，这表明在较高浓度的SnTe中要实现均匀的TM掺杂是很困难的，除非发生团簇。在稀掺杂区，所有的磁性TM原子都处于高自旋态，表明3d TM的自旋分裂能比SnTe配体的晶体分裂能强.重要的是，Mn掺杂的SnTe具有相对低的缺陷形成能，最大的局部磁矩，并且在体隙中没有缺陷能级，这表明Mn是一种有前途的磁性掺杂剂，以实现理论上提出的SnTe中的大陈数量子反常霍尔效应（QAHE）的磁序。
2016-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Ultra-Sensitive Extinction Measurements of Optically Active Defects in Monolayer MoS$_2$
我们利用腔增强消光光谱直接量化的氦离子轰击所产生的缺陷在MoS $_2$的光吸收。我们实现了特定缺陷模式的高光谱成像，其检测限低于0.01%消光，对应于低于$10^{11}$ cm $^{-2}$的可检测缺陷密度。相应的光谱揭示了一个宽的子带隙吸收，与理论预测有关的硫空位束缚激子在MoS $_2$。我们的研究结果突出了腔增强消光光谱作为检测具有弱吸收的纳米级薄膜中的光学跃迁的有效手段，适用于广泛的材料。
2022-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Valley Locking Effect in Defect States of Monolayer MoS$_2$
二维过渡金属二硫属化物（TMD）中的谷赝自旋可以实现自旋谷极化和谷间量子相干性的光学控制。TMD中的缺陷态会产生新的激子特征，理论上表现出自旋谷极化，然而，这种现象的实验实现仍然存在挑战。在这里，我们报告明确的谷赝自旋的缺陷束缚局域激子在CVD生长的单层二硫化钼增强谷塞曼分裂的有效g因子为-6.2。我们的研究结果表明，所有五个d轨道和增加的有效电子质量有助于缺陷态的带移，展示了一个新的物理缺陷束缚局域激子的磁响应，显着不同的A激子。我们的工作铺平了道路的自旋谷自由度的操纵，通过对valleytronic设备的缺陷。
2020-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomically-resolved exciton emission from single defects in MoS$_2$
本研究通过扫描隧道谱和发光技术，在原子尺度上关联了单层MoS2中单个缺陷的结构与光学发射，识别出碳氢复合物产生缺陷束缚激子，为二维材料量子发射器的确定性设计提供了基础。
2025-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of Point Defects on the Optical and Transport Properties of MoS2 and WS2
晶体结构中的缺陷，例如点缺陷，可以强烈地改变材料的光学和输运性质。在这里，我们研究了点缺陷对半导体过渡金属二硫族化合物单层的光学和直流电导率的影响，其形式为$M$ S $_2$，其中$M$ = Mo或W。电子结构被认为是在一个六带紧束缚模型，它占的相关组合的$d$轨道的金属$M$和$p$轨道的硫属元素$S$。我们使用Kubo公式计算具有不同无序分布的样品的电导率。我们发现，$M$和/或S缺陷创建中间的间隙状态，本地化载流子周围的缺陷，并修改材料的光学和输运性质，与最近的实验一致。此外，我们的结果表明，与MoS $_2$相比，$p$掺杂的WS $_2$具有高得多的迁移率。
2014-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomistic defect states as quantum emitters in monolayer MoS$_2$
固态系统中的量子光源作为集成量子器件技术的基本成分而受到极大关注。通过确定性缺陷工程来定制量子发射的能力对于实现可扩展的量子架构越来越重要。然而，一个主要的困难是，缺陷需要定位在固体内的位置选择性。在这里，我们克服了这一挑战，可控照射单层MoS $_{2}$使用亚纳米聚焦氦离子束，以确定性地创建缺陷。随后用高质量hBN封装离子轰击的MoS $_{2}$薄片，显示出光谱窄的发射线，这些发射线在MoS $_{2}$的中性2D激子以下一到两百meV的能量窗口中产生光学波长的光子。基于从头计算，我们解释这些发射线源于重组的高度本地化的电子-空穴复合物在缺陷态产生的氦离子轰击。我们的方法，确定性地写在一个单一的过渡金属dichalcogenide层的光学活性缺陷态提供了一个平台，实现异国情调的多体系统，包括耦合单光子源和异国情调的哈伯德系统。
2019-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High-energy electron-beam induced defect engineering of monolayer MoS2 for tunable optical properties
本文采用 1 MeV 电子束在单层 MoS2 中可控引入缺陷，结合光谱、显微表征与 DFT 阐明缺陷发射机制，实现光学与掺杂性质调控。
2025-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comparative study of LaNiO$_3$/LaAlO$_3$ heterostructures grown by pulsed laser deposition and oxide molecular beam epitaxy
与不同沉积技术相关联的生长条件的变化可以极大地影响复合氧化物异质结构的相稳定性和缺陷结构。我们合成的超晶格的顺磁性金属LaNiO 3和大带隙绝缘体LaAlO 3原子层的分子束外延（MBE）和脉冲激光沉积（PLD），并比较其结晶度，微观结构所揭示的高分辨率透射电子显微镜图像和电阻率。MBE样品显示出更高的堆垛层错密度，但更光滑的界面和通常更高的电导率。我们的研究确定了MBE和PLD生长的机遇和挑战，并作为钙钛矿氧化物沉积技术选择的一般指南。
2017-01-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The effects of point defect type, location, and density on the Schottky barrier height of Au/MoS2 hetero-junction: A first-principles study
利用密度泛函理论（DFT），研究了单层MoS 2中点缺陷的类型、位置和密度对Au/MoS 2异质结电子结构和肖特基势垒高度（SBH）的影响.考虑了单层MoS 2中的三种类型的点缺陷，即S单空位、S双空位和MoS（Mo在S位的替代）反位缺陷。结果表明：（1）缺陷单层MoS_2的SBH普遍高于无缺陷单层MoS_2。(2)S双空位和MoS反位缺陷比S单空位在更大程度上增加SBH。(3)缺陷位于MoS 2的内层，这是邻近金衬底，增加SBH到一个更大的程度比在MoS 2的外层子层。(4)缺陷密度的增加增加了SBH。这些发现表明SBH随缺陷类型、位置和浓度的变化很大。我们还比较了我们的结果与以前的实验测量的金/二硫化钼接触SBH和假设现有的实验测量之间的巨大差异和实验测量和理论预测之间的可能原因。这里揭示的发现和见解可以通过缺陷工程为Au/MoS 2和类似异质结中的SBH的调制和优化提供实践指南。
2022-08-02 cond-mat.mtrl-sci
Comparative study of electronic and magnetic properties of $M$Pc ($M$ = Fe, Co) molecules physisorbed on 2D MoS$_2$ and graphene
本文采用密度泛函理论，对酞菁铁（FePc）和酞菁钴（CoPc）分子在MoS $_2$和石墨烯单分子膜上的电磁性质进行了比较研究。各种不同类型的物理吸附网站已被认为是两个表面。计算结果表明，$M$ Pc分子更倾向于位于MoS $_2$的S-顶位.而在石墨烯上，FePc分子更倾向于桥位，而CoPc分子更倾向于顶位. $M$ Pc分子在MoS $_2$表面上的物理吸附比石墨烯强（$\sim$高2.5 eV的物理吸附能量）。磁性分析表明，存在与自旋磁矩相反的强自旋偶极矩，因此可以观察到有效自旋磁矩的巨大减少。我们用变分法和$2^{nd}$序微扰法计算的磁各向异性能表明，物理吸附后没有显着的变化。在FePc的情况下，可以看到面外易磁化轴，在CoPc的情况下，可以看到面内易磁化轴。功函数的计算表明，由于$M$ Pc分子的物理吸附，MoS $_2$功函数$\sim$ 1 eV降低，而在石墨烯的情况下，它没有显著变化。
2017-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Single-defect Memristor in MoS$_2$ Atomic-layer
非易失性电阻开关，也称为双端器件中的忆阻器效应，已经成为高密度信息存储、脑启发计算和可重构系统的持续发展中最重要的组成部分之一。最近，在过渡金属二硫属化物三明治结构的原子单层中意外发现忆阻器效应，由于尺寸缩放的前景和相关益处，增加了新的感兴趣的维度。然而，原子片中开关机制的起源仍然不确定。在这里，使用单层MoS $_2$作为模型系统，原子成像和光谱显示，金属取代到硫空位导致电阻的非挥发性变化。实验观察证实了缺陷结构和电子状态的计算研究。这些非凡的发现提供了对非易失性开关机制的原子理解，并为精确缺陷工程开辟了新的方向，甚至是单个缺陷，以实现最佳性能指标，包括使用原子纳米材料的存储器密度，开关能量，速度和可靠性。
2020-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of defects in ultrafast charge recombination in monolayer MoS$_2$
在这项工作中，我们系统地研究了点缺陷的作用，单层MoS的复合时间$_2$使用含时从头算非绝热分子动力学模拟。各种类型的点缺陷，如S空位，S间隙，Mo空位和Mo间隙已被考虑。我们发现，缺陷强烈地加速电子-空穴复合，特别是间隙S原子这样做的3个数量级相比，原始的MoS $_2$。Mo缺陷（空位和填隙两者）经由能隙中的各种缺陷能级引入多个去激发路径。本研究的结果提供了一些基本的理解，在存在缺陷的光致去激发动力学在高度技术相关的二维MoS $_2$。
2021-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Defect-modified acoustic phonons in a single layer of MoS2
University of Cambridge（剑桥大学）；Rutherford Appleton Laboratory（卢瑟福阿普尔顿实验室）
单层MoS2中缺陷导致声学声子色散关系的变化，揭示了原子尺度无序对热传导的影响。
2026-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Defect-induced conductivity anisotropy in MoS2 monolayers
各种类型的缺陷在二硫化钼单层及其对电子结构和输运性质的影响进行了研究，使用密度泛函为基础的紧束缚方法结合格林函数的方法。MoS2单分子膜中的本征缺陷显著影响其电子性质。即使在低浓度下，它们也会显著改变量子电导。虽然电子输运实际上是各向同性的原始二硫化钼，强烈的各向异性中观察到的缺陷的存在。在半导体MoS2中观察到局部中间带隙状态，其对电导率没有贡献，但方向相关的散射电流，并且电导率在线缺陷和选定的晶界模型之间强烈降低。
2013-12-12 cond-mat.mtrl-sci
Effect of line defects on the electrical transport properties of monolayer MoS$_{2}$ sheet
我们提出了一个计算研究的影响线缺陷的单层二硫化钼的电子性质。四种不同类型的线缺陷与Mo和S作为桥接原子，与最近的理论和实验观察被认为是在这里。我们采用密度泛函紧束缚（DFTB）方法与Slater-Koster型DFTB-CP 2K基组的完美和各种缺陷的二硫化钼片的材料性能进行评估。透射光谱计算与DFTB-非平衡格林函数（NEGF）的形式主义。我们还进行了详细的分析，在一个小的偏置下的载流子传输路径和调查的相移在有缺陷的二硫化钼片的传输本征态。我们的模拟结果表明，在存在线缺陷的二硫化钼片的载流子电导的2-4倍减少相比，为完美的片。
2014-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Experimental detection of active defects in few layers MoS2 through random telegraphic signals analysis observed in its FET characteristics
过渡金属二硫属化物（TMD），如二硫化钼（MoS 2），有望用于下一代器件应用。然而，在MoS 2中形成的硫空位的存在将潜在地使器件不稳定和成问题。在小面积硅金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）中，经常研究随机电报信号（RTS）以识别缺陷处的载流子捕获和发射过程。本文系统地分析了在原子薄层MoS_2场效应晶体管中观察到的RTS。几种类型的RTS进行了分析。一种是简单的开/关类型的电报信号，第二种是具有简单信号的叠加的多级电报信号，第三种是彼此相关的多级电报信号。最后一个是从原子限制二维电子气系统中具有弱屏蔽的MoS 2场效应晶体管中缺陷-缺陷相互作用的角度讨论的。此外，还通过制备具有多探针的MoS 2 FET来研究引起RTS的缺陷的位置。局部照射电子束以有意地在MoS 2沟道中产生缺陷。这清楚地表明，MoS 2通道是RTS起源之一。RTS分析使我们能够分析TMD器件的缺陷动力学。
2016-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Line and Point Defects in MoSe2 Bilayer Studied by Scanning Tunneling Microscopy and Spectroscopy
利用扫描隧道显微镜和光谱仪（STM/S）研究了分子束外延（MBE）生长的双层（BL）MoSe 2薄膜。与单层（ML）膜类似，在BL MoSe 2的顶层和底层中都观察到反转畴边界（DB）缺陷的网络，并且通常可以看到它们在空间上相关，使得一个在另一个的顶部。在底层也有孤立的，在顶层没有同伴，并通过缺陷态的量子隧穿通过MoSe 2 ML的势垒的STM/S检测。比较BL MoSe_2和ML膜的DB态，发现了一些共同的特点，同时也发现了一些差异。缺陷态的量子限制。在BL MoSe 2的点缺陷也观察到STM/S，其中由尖端诱导的电场的施主缺陷的电离被证明。这些结果是巨大的根本利益，以及实际意义的器件制成的MoSe 2的双金属层。
2015-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Mössbauer parameters of Fe-related defects in group-IV semiconductors: first principles calculations
我们采用赝势和全电子密度泛函计算相结合，在穆斯堡尔谱实验中观察到的异构体位移和四极分裂的超晶胞中的缺陷的结构。该方法进行了全面审查，并适用于技术相关的情况下，与铁有关的缺陷在硅，和其他第四组主机在较小的程度。研究的缺陷包括间隙和替代铁，铁硼对，铁空位和铁双空位。我们发现，在一般情况下，计算和穆斯堡尔数据之间的协议是在10%的误差范围内。尽管如此，我们表明，该方法可用于进行准确的分配，包括在略有不同的环境中分离类似缺陷的峰值。
2016-05-03 cond-mat.mtrl-sci
Impact of Nitrogen Atom Clusters and Vacancy Defects on Graphene: A Molecular Dynamics Investigation
Bangladesh University of Engineering and Technology（孟加拉国工程与技术大学）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
研究通过分子动力学模拟比较了氮原子簇与等效尺寸空位缺陷对石墨烯机械性能的影响，发现氮簇显著降低机械性能，而空位缺陷则提高刚度但降低韧性，揭示了不同缺陷的失效机制差异。
2025-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Line Defects in Molybdenum Disulfide Layers
层状分子材料，特别是二硫化钼已经被接受为纳米电子学的有前途的候选者。与体材料相反，在单层MoS 2中观察到的电子迁移率出乎意料地低。在这里，我们揭示了在二硫化钼层，被称为反转域，其中该层通过线缺陷改变其方向的本征缺陷的发生。用原子分辨透射电子显微镜观察到了线缺陷。的结构进行了建模和使用量子力学计算的基础上的密度泛函紧束缚方法的缺陷的稳定性和电子性质进行了计算。这些计算的结果表明，在半导体二硫化钼的带隙内的新的状态的发生。实验观察到最稳定的非化学计量缺陷结构，其中一个包含金属Mo-Mo键，另一个桥接S原子。
2013-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Patterning edge-like defects and tuning defective areas on the basal plane of ultra-large MoS$_{2}$ monolayers toward hydrogen evolution reaction
本研究利用FIB在超大MoS₂单层基面图案化刻蚀阵列，通过Ga⁺剂量调控缺陷分布，实现HER过电位降低290 mV，并结合表征与DFT识别催化缺陷。
2023-11-08 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic defect engineering of CVD grown monolayer MoS$_2$ for tuneable functional nanodevices
本研究提出一种压力依赖的CVD一步原位缺陷工程方法，通过调控硫空位实现单层MoS2的可调功能，显著提升光探测、FET及HER性能。
2023-11-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Point Defects and Grain Boundaries in Rotationally Commensurate MoS2 on Epitaxial Graphene
随着自由度的降低，结构缺陷预计将在二维材料中发挥更大的作用相比，他们的散装同行。特别是，机械强度，电子性能和化学反应性强烈影响的晶体缺陷在原子薄的限制。在这里，超高真空（UHV）扫描隧道显微镜（STM）和光谱（STS）的询问点和线缺陷在单层二硫化钼外延石墨烯（EG）上生长在原子尺度。观察到五种类型的点缺陷与大多数物种表现出明显的结构是一致的空位和间隙模型。观察到的总缺陷密度低于在其他衬底上生长的MoS 2，并且可能归因于MoS 2在EG上的范德华外延。由于MoS 2在EG上的旋转可磁化性而产生的具有30°和60°倾斜角的晶界（GB）在相似尺度下比原子力显微镜更容易通过STM分辨，这是由于它们不同的电子状态的增强对比度。例如，对于30°和60° GB，使用STS分别观察到带隙减小至~ 0.8eV和~ 0.5eV。此外，原子分辨率的STM图像，这些GBs被发现同意以及提出的结构模型。这项工作提供了量化的洞察到的结构和性质的常见缺陷的二硫化钼，并建议通过缺陷工程定制的二硫化钼/石墨烯异质结构的性能的途径。
2016-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Localization of electronic states in III-V semiconductor alloys: a comparative study
III-V族半导体合金的电子性质研究使用第一性原理，重点是电子态的空间局域化。我们比较本地化的能带边缘，由于在主机GaAs中的各种等价杂质，包括其对光致发光线宽和载流子迁移率的影响。在能带边缘的本地化的极端与个别元素的能力，以改变带隙和相对带对齐。此外，替代性缺陷的形成能的计算和链接到与合金的生长和成形性相关的挑战。光谱分辨的逆参与比被用来映射本地化的前瞻性GaAs基材料合金的B，N，In，Sb和Bi的1.55 $μ$ m波长的电信激光器。这种分析是补充的电子结构和讨论的影响本地化的光学增益和俄歇损耗的带展开。光致发光谱的展宽和载流子迁移率的实验数据的一致性表明，局域化特性可以作为半导体合金工程的指导方针。
2017-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Defects-Assisted Piezoelectric Response in Liquid Exfoliated MoS2 Nanosheets
该研究通过 PFM 表征液相剥离少层 MoS2 纳米片，发现其具有较强压电响应，并结合 XPS 证实该响应源于合成过程引入的缺陷。
2021-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Efficient and accurate defect level modelling in monolayer MoS$_2$ via GW+DFT with open boundary conditions
在多体微扰理论（MBPT）与密度泛函理论（DFT）相结合的框架下，提出了一种新的缺陷子空间投影GW方法（p-GW）.通过开边界自能避免周期性缺陷的干扰，我们证明了p-GW能有效准确地描述二维单层MoS $_2$中的准粒子相关缺陷能级.通过比较两种不同的缺陷状态起源于硫空位和吸附原子现有的理论和实验工作，我们表明，我们的GW修正DFT缺陷能级精确建模。基于这些发现，我们希望我们的方法可以为各种2D过渡金属二硫属化物（TMD）单层提供真正的陷阱态，从而能够通过逼真的模拟研究缺陷引起的对这些材料的器件特性的影响。
2022-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Defect-Moderated Oxidative Etching of MoS2
我们报道了一种简单的双层和单层MoS $_2$的选择性刻蚀技术。在这项工作中，选定的区域的MoS $_2$被激活的氧吸附和反应的应用低剂量的He $^+$在30千电子伏的气体离子显微镜。拉曼光谱，光学显微镜和扫描电子显微镜被用来表征蚀刻的功能和剩余的材料。已经发现，通过使用预处理来引入缺陷，MoS $_2$可以通过在空气中加热而被非常有效地蚀刻并且具有高区域特异性。
2019-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced magnetism in MoS2 monolayer with defects
通过密度泛函计算，在具有原子单空位的单层MoS2中观察到了应变诱导磁性。计算得到每个空位缺陷的磁矩不小于2 μ B。应变引起的带隙闭合与磁性的发生是同时发生的。阐述了应变磁产生的可能物理机制。我们还证明了在实验中检验预测的磁性的可能性。我们的研究为利用富稀土氧化物材料MoS_2设计新型存储开关或逻辑器件提供了一个机会。
2014-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Stability and dopability of native defects and group-V and -VII impurities in single-layer MoS2
通过密度泛函理论计算研究了单层MoS 2中的本征缺陷、VB族和VIIB族元素的Mo替代杂质以及VA族和VIIA族元素的S替代杂质。结果表明，在富Mo和富S条件下，S空位（VS）和S间隙（Si）的形成能较低，约为1 eV，但由于它们是深能级缺陷，其载流子掺杂能力较差。发现V、Nb和Ta（VB族）和Re（VIIB族）杂质容易作为Mo替代缺陷并入单层MoS 2中，其中V、Nb和Ta是浅受主，Re是所考虑的杂质中唯一的浅施主。从自然生长的MoS 2块体材料剥离的单层MoS 2中的无意的n型掺杂被认为是源于Re杂质。
2013-07-15 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of defects at $\Sigma3$ grain boundaries in CuGaSe$_2$
本文采用第一性原理计算方法研究了CuGaSe $_2$中阳离子-Se的$Σ$ 3（112）晶界。我们讨论了这些晶界的结构，以及本征缺陷和Na杂质对它们的电子性质的影响。形成能表明，缺陷将倾向于优先形成在晶界，而不是在晶粒内部。我们发现，在富镓的生长条件下，铜空位，以及在铜和铜在镓反位的Ga是主要负责有平衡费米能级钉扎向中间的差距，导致载流子耗尽。处于+1电荷状态的Cu杂质处的Na对此有贡献。另一方面，在Ga-贫生长条件下，Cu空位和Ga在Cu反位的形成能对于载流子密度或平衡费米能级位置的任何显著影响都相对太高。因此，在这些条件下，在Ga反位的Cu引起$p$型晶界。此外，它们的形成能低于Na在Cu杂质处的形成能。因此，与CuInSe $_2$晶界中发生的情况相反，后者将不能充当防止晶界处的复合的空穴势垒。我们还讨论了体的CuGaSe $_2$，我们假设，反映了晶粒内部的性质的电子性质的缺陷的影响。
2021-03-19 cond-mat.mtrl-sci
First-principles modeling of oxygen interaction with SrTiO3(001) surface: Comparative density-functional LCAO and plane-wave study
采用基于密度泛函理论的大规模第一性原理计算，采用两种不同的基组方法（原子轨道和平面波基组），研究了原子氧和分子氧在无缺陷SrTiO 3（001）表面（SrO和TiO 2封端）上的能量、几何结构、电荷重新分布和迁移.这两种方法预测大量的原子O吸附在氧表面离子和相邻的金属离子之间的桥位置的结合能。强化学吸附是由表面分子过氧化物离子的形成引起的。相比之下，中性分子的吸附能要小得多，约为0.25 eV。即使在0 K下，解离分子吸附在能量上也是不利的.吸附的O原子沿（001）方向迁移，其迁移活化能约为1eV，远大于表面氧空位的迁移活化能（0.14eV）。因此，表面O空位控制遇到吸附的O原子和氧渗透到表面，这是ABO3型钙钛矿的许多应用的限制步骤，包括电阻式氧传感器、渗透陶瓷膜和燃料电池技术。
2010-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Interaction of oxygen with pristine and defective MoS2 monolayers
原子控制的亚纳米MoS $_2$孔最近已被制备。氧化环境对于MoS $_2$在电子、传感和能量存储中的应用特别感兴趣。在这项工作中，我们进行了第一性原理计算的普通和亚纳米级的二硫化钼$_2$纳米孔中的氧吸附。使用密度泛函理论验证了层和孔对氧的化学稳定性。解离和扩散障碍已经计算，以了解表面和孔氧化及其在原子尺度上的电子性质，这开辟了道路，为未来的调查MoS $_2$孔在现实的环境。
2023-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Point Defects Limited Carrier Mobility in Janus MoSSe monolayer
本文通过第一性原理计算研究Janus MoSSe单层中硫空位、硒空位和硫族取代等点缺陷对载流子迁移率的影响，提出饱和缺陷浓度$C_{\mathrm{sat}}$作为器件容忍度指标，并给出缺陷影响排序及材料设计规则。
2025-11-07 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
The bright side of defects in MoS$_2$ and WS$_2$ and a generalizable chemical treatment protocol for defect passivation
University of Cambridge（剑桥大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）；Yale University（耶鲁大学）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Department of Engineering, University of Cambridge（剑桥大学工程系）；Cambridge Graphene Centre, University of Cambridge（剑桥大学剑桥石墨烯中心）；Department of Chemistry, University of Cambridge（剑桥大学化学系）；Department of Chemical Engineering & Biotechnology, University of Cambridge（剑桥大学化学工程与生物技术系）；University of California Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
研究揭示硫空位作为激子陷阱，提出通过硫醇或硫化物与路易斯酸结合的通用处理协议，提升光致发光275倍并保持载流子迁移率。
2020-02-10 cond-mat.mtrl-sci
Intra-Domain Periodic Defects in Monolayer MoS$_2$
利用超高真空扫描隧道显微镜（STM）研究了化学气相沉积法在硅衬底上生长的二硫化钼薄膜的结构缺陷。观察到一种独特类型的晶界周期性地排列在一个孤立的三角形域内，以及其他各种类型的域间晶界。这些周期性缺陷，约50纳米的间距和几个纳米的宽度，仍然隐藏在光学或低分辨率显微镜研究。我们报告了一个复杂的生长机制，产生2D成核和螺旋生长功能，可以解释我们的薄膜中的地形。
2017-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Substrate screening effects on the quasiparticle band gap and defect charge transition levels in MoS$_2$
单层MoS $_2$已成为纳米电子和光电子器件的一种有趣的材料。衬底屏蔽和缺陷对MoS $_2$电子结构的影响是设计此类器件时的重要考虑因素。在这里，我们提出了从头算密度泛函理论（DFT）和GW计算研究的影响，衬底屏蔽的准粒子的带隙和缺陷电荷跃迁能级（CTL）在单层MoS $_2$。我们发现一个巨大的重整化的独立准粒子带隙的350 meV和530 meV的石墨烯和石墨作为基板的存在下，分别。我们的研究结果证实了最近的实验测量这些系统使用扫描隧道光谱和光致发光激发光谱。硫空位是在MoS $_2$中发现的最丰富的本征缺陷。我们使用DFT+GW方法研究了MoS $_2$中这些空位的CTL。我们发现在MoS $_2$的原始带隙中出现（+1/0）和（0/-1）CTL。衬底屏蔽导致相对于价带最大值（VBM）的（0/-1）能级的重整化，重整化量与带隙相同。这导致（0/-1）能级的钉扎，对于自支撑的情况以及在存在衬底的情况下，低于导带最小值约$\sim$ 500 meV。另一方面，（+1/0）能级在所有情况下都位于VBM以上不到100 meV。
2018-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Identification of Defective Two Dimensional Semiconductors by Multifractal Analysis: The Single-layer ${\rm MoS_2}$ Case Study
二维半导体材料，如单层过渡金属二硫属化物（SL-TMD），作为一种原子量级的薄层半导体材料，引起了人们的广泛关注。通常，在生长阶段通过物理/化学方法产生的晶格点缺陷（硫空位）对电子性质具有不利影响。然而，光致发光（PL）光谱通常用于表征单层膜，但到目前为止，它还没有被用来显示缺陷的存在或估计其人口由于一般特征PL光谱的整体相似性。为了在不改变实验装置的情况下，找到一种可靠的方法来确定单层${\rm MoS_2}$上点缺陷的存在，本文对单层${\rm MoS_2}$的PL谱进行了多重分形去趋势波动分析（MF-DFA）和多重分形去趋势移动平均分析（MF-DMA）。我们比较了用MF-DFA和MF-DMA测量的原始和缺陷单层${\rm MoS_2}$的PL谱的标度行为。结果表明，PL谱具有多重分形性质，单层${\rm MoS_2}$上不同数量的点缺陷（硫空位）对光致发光谱的多重分形特征（Hurst，Hölder指数）有显著的改变。研究表明，增加晶格点可以减小发光强度的波动，从而有助于设计出特殊的发光器件缺陷结构。点缺陷的相对种群几乎阐明不使用昂贵的表征仪器，如扫描隧道显微镜（STM）和高分辨率透射电子显微镜（HR-TEM）。
2018-10-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.app-ph
Defect Sizing, Separation and Substrate Effects in Ion-Irradiated Monolayer 2D Materials
在当代材料科学中，二维纳米材料的精确和可扩展的缺陷工程是非常受欢迎的。在这里，我们提出了缺陷工程单层石墨烯和二硫化钼（MoS $_2$）的照射与惰性气体离子在30千电子伏。在气体场离子源显微镜中使用两种不同质量的离子种类：氦（He $^+$）和氖（Ne $^+$）。使用拉曼光谱进行了详细的研究，所引入的缺陷尺寸和所产生的缺陷间的距离与逐步上升的离子剂量。扩展现有的模型，我们发现，平均缺陷尺寸是相当小的支持比独立的石墨烯和缺陷的生产率更大。我们的结论是，从基板的二次原子在缺陷产生中发挥了重要作用，相对于由初级离子束所产生的缺陷，产生更小的缺陷。此外，一个类似的模型也适用于支持的MoS $_2$，另一个有前途的成员的二维材料家族。两种离子的缺陷产率获得的MoS $_2$，证明它们与材料的不同的相互作用，并促进与文献中的其他照射条件的比较。
2018-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Phase transformation kinetics in MoS2 governed by S-S repulsive interactions and defect-interface compatibility
State Key Laboratory of Materials for Integrated Circuits, Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海微系统与信息技术研究所集成电路材料国家重点实验室）；Suzhou Laboratory（苏州实验室）
研究揭示单层二硫化钼中T'相的持久性源于S-S排斥相互作用导致的高能垒，而非热力学驱动，且缺陷-界面兼容性决定相变动力学。
2026-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Properties of Defective MoS$_{2}$ Monolayers Subject to Mechanical Deformations: A First-Principles Approach
第六族过渡金属二硫属化合物（transition metal dichalcogenides，TMD）单层膜是一种具有直接带隙的二维半导体材料，在纳米电子学、光电子学等领域具有广阔的应用前景。这些单分子层可以经历强的弹性形变，高达约10\%，而没有任何键断裂。此外，电子结构和输运性质，这定义了纳米电子器件中的这些TMD单层的性能，可以强烈地受到点缺陷的存在下，这是经常存在于合成样品。因此，重要的是要了解这两种影响的电子性质的单分子膜。在这项工作中，我们研究了缺陷的MoS $_{2}$单分子膜的电子结构和能量特性，受到各种应变，使用密度泛函理论模拟。我们的研究结果表明，应变导致带隙内的缺陷能级及其轨道特性的强烈修改。应变还分裂的退化缺陷能级高达450 meV的量，提出了新的应用。
2019-12-12 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Dielectric environment sensitivity of carbon centres in hexagonal boron nitride
该研究通过结合从头计算与量子嵌入方法，揭示介电环境主要通过屏蔽缺陷轨道内外的库仑相互作用来影响六方氮化硼中碳缺陷的光电性质，为低维材料缺陷识别和介电传感提供依据。
2023-05-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Comparative studies of optoelectrical properties of prominent PV materials: Halide Perovskite, CdTe, and GaAs
我们比较了三种具有代表性的高性能光伏材料：卤化物钙钛矿MAPbI 3，CdTe和GaAs，在光致发光（PL）效率，PL线型，载流子扩散和表面复合方面，在多个订单的光激发密度。一个解析模型被用来描述PL强度的激发密度依赖性，并提取内部PL效率和多个相关的复合参数。使用PL成像技术来获得载流子扩散长度，而不使用PL猝灭剂，因此没有超出纯扩散的非预期影响。我们的研究结果表明，钙钛矿样品往往表现出较低的Shockley-Read-Hall（SRH）复合率在体和表面，因此更高的PL效率比无机同行，特别是在低激发密度下，即使没有或初步的表面钝化。PL谱和扩散分析表明，在钙钛矿材料中存在相当大的结构无序，因此光生载流子不处于全局热平衡，这反过来又抑制了非辐射复合。这项研究表明，相对较低的点缺陷密度，较少的有害表面复合，和适度的结构无序有助于在钙钛矿的高PV效率。这项比较光化学研究提供了更多关于基础材料科学的见解，并通过学习不同的技术来寻找最佳的器件设计。
2019-07-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
High-throughput search for triplet point defects with narrow emission lines in 2D materials
本文通过第一性原理高通量工作流程筛选5388个二维材料点缺陷，识别596个三重态缺陷并计算关键自旋与发光性质，发现多种窄发射线候选自旋缺陷。
2023-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical and Electronic Properties of MoS$_2$ Nanoribbons and Their Defects
采用第一性原理平面波方法研究了二硫化钼一维蜂窝结构（MoS $_2$）的原子、电子、磁性和声子性质。计算的裸扶手椅纳米管的声子频率揭示了第四声学分支，并表明稳定性。在谐弹性形变范围内计算的力常数和面内刚度表明，MoS $_2$纳米带是刚性的准一维结构，但不如石墨烯和BN纳米带那么强。裸MoS $_2$扶手椅型纳米带是直接带隙半导体。裸锯齿形MoS $_2$纳米带由于边缘原子的（2 × 1）重构而变成半金属，并且对于少数自旋是半导体，但是对于多数自旋是金属。由于氢对边缘原子的钝化作用，它们在费米能级处的磁矩和自旋极化都减小了。还研究了吸附原子吸附和空位缺陷产生对MoS $_2$纳米带功能化的影响。扶手椅型纳米带获得的净磁矩取决于杂质原子被吸附的位置和产生的空位缺陷的类型。在空位缺陷的存在下，锯齿形纳米带的边缘态的磁化被抑制。
2011-05-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Engineering Point Defects in MoS2 for Tailored Material Properties using Large Language Models
本研究利用预训练大型语言模型生成 MoS2 点缺陷构型，基于 DFT 数据集预测缺陷诱导的性质改变，为定制过渡金属硫族化物性质提供了稳健框架。
2025-01-28 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
