Chemical vapor deposition growth of bilayer graphene in between molybdenum disulfide sheets
在二硫化钼片之间直接生长平坦的微米尺寸的双层石墨烯岛是通过在约800 °C下化学气相沉积乙烯来实现的。乙烯的温度辅助分解主要发生在二硫化钼台阶边缘。碳原子在这种高温下插入，并在沉积过程中，通过二硫化钼表面的缺陷，如台阶和皱纹。生长后的原子力显微镜图像显示，圆形平坦的石墨烯岛以高产率生长。它们由两个石墨烯层堆叠在一起，总厚度为0.74 nm。我们的研究结果表明，直接，简单和高产率的石墨烯/二硫化钼异质结构的生长，这可能是在未来的纳米电子和光电应用的高度重要性。
2017-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Raman Signatures of Polytypism in Molybdenum Disulfide
由于堆叠顺序敏感地影响分层材料的各种物理性能，因此准确确定堆叠顺序对于研究这些材料的基本性能以及器件应用非常重要。由于2 H-二硫化钼（MoS 2）在自然界中最常见，因此迄今为止大多数研究都集中在2 H-MoS 2上。然而，我们发现，2 H，3R，和混合堆叠序列存在于从天然辉沸石晶体剥离的少层二硫化钼。通过HR-TEM测量证实了晶体结构。用3种不同的激发能研究了不同多型体的喇曼特征，这3种激发能分别与A和C激子非共振和共振。低频呼吸和剪切模式显示出明显的差异，而每一个多型的高频层内模式显示出很小的差异。对于在1.96和2.81 eV的共振激发，观察到不同的功能，使确定的堆叠顺序。
2016-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Contact Research Strategy for Emerging Molybdenum Disulfide and Other Two-Dimensional Field-effect Transistors
近年来，过渡金属二硫属化合物（TMD）的二维层状半导体结构得到了广泛的分离、合成和表征。许多2D材料由于其高迁移率和表现出的带隙而被确定为未来薄膜技术的沟道材料的潜在候选者。虽然许多TMD场效应晶体管（FET）已经被广泛展示，并取得了重大进展，以清楚地了解器件物理，在金属/半导体界面的大接触电阻仍然是一个挑战。从二维器件研究的角度来看，如何最大限度地减小肖特基势垒对接触的影响，从而降低二维材料上金属的接触电阻，是该领域进一步发展的关键。在这里，我们提出了一个审查的接触研究二硫化钼和其他TMD场效应晶体管的基本理解的金属-半导体界面上的二维材料。一个明确的二维半导体材料的接触研究策略，为未来的高性能二维场效应晶体管与积极规模化的尺寸。
2014-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vapor Phase Growth and Grain Boundary Structure of Molybdenum Disulfide Atomic Layers
具有直接带隙的单层二硫化钼是一种很有前途的二维材料，它超越了石墨烯，可用于下一代纳米电子学。在这里，我们报告的二硫化钼原子层的控制气相合成，并阐明其结晶单层的成核，生长和晶界形成的基本机制。此外，一个成核控制策略，建立系统地促进形成大面积的单层和少层膜。研究了多晶二硫化钼原子层中晶粒及其边界的原子结构和形貌，并应用第一性原理计算研究了其能量分布。的原子层的电气性能进行检查和晶界的作用进行评估。这些材料的厚度均匀性、大晶粒尺寸和优异的电气性能意味着二硫化钼原子层的高质量和可扩展的合成。
2013-01-13 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Polarized Tunneling through Chemical Vapor Deposited Multilayer Molybdenum Disulfide
二维（2D）半导体二硫化钼（MoS 2）因其优异的电学、光学、自旋和谷相关性质而受到广泛关注。在这里，我们报告的自旋极化隧道通过化学气相沉积（CVD）多层二硫化钼（~7 nm）在室温下在垂直制造的自旋阀器件。在300 - 75 K的测量温度范围内，观察到0.5 - 2%的隧道磁电阻（TMR），对应于5 - 10%的自旋极化。对理想结的第一性原理计算得到了高达8%的隧道磁阻和26%的自旋极化。在不同温度和偏压下的详细测量和密度泛函理论计算提供了有关垂直多层MoS 2自旋阀器件中自旋输运机制的信息。这些发现为探索2D半导体中的自旋功能和理解控制其性能的基本现象提供了一个平台。
2018-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Band structure of molybdenum disulfide: from first principle to analytical band model
简单的能带模型如有效质量近似（EMA）可用于快速获得单层二硫化钼能带结构的低能区。但EMA能带模型不能正确描述高能区的能带结构。为了解决这个主要问题，我们提出了一个分析带计算（ABC）模型来研究单层二硫化钼。通过对第一性原理（FP）方法得到的单层二硫化钼的三向能带结构进行拟合，得到了ABC模型的重要参数。所提出的ABC模型与单层二硫化钼的FP能带结构计算结果吻合较好。我们还使用ABC模型来计算载流子输运中使用的物理量，如态密度和群速度。我们的ABC模型可以扩展并进一步用于计算二维半导体材料弹道输运的关键物理量。
2022-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Multiwall nanotubes of molybdenum disulfide as optical resonators
我们研究了由几十个单层组成的MoS $_2$纳米管（NT）的光学性质。我们揭示了强峰的显微光致发光（$μ$ -PL）光谱检测时，沿NT轴偏振的光。我们开发了一个模型，描述的光学性质的纳米管作为光学谐振器，支持量子化的耳语画廊模式内NT壁。在$μ$ -PL中的共振的实验观察允许人们使用它们作为估计壁宽度的非接触方法。我们的研究结果开辟了一条道路，使用这种NTs作为偏振敏感组件的纳米光子器件。
2018-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Grain boundary-mediated nanopores in molybdenum disulfide grown by chemical vapor deposition
二硫化钼（MoS2）是二维（2D）材料家族中特别有趣的成员，因为它具有半导体和可调的电子特性。目前，获得高质量工业规模数量的2D材料的最可靠方法是化学气相沉积（CVD），其产生多晶样品。由于晶界（GB）是CVD生长的2D材料内的本征缺陷线，因此它们的原子结构至关重要。在这里，通过对微米长的GB的原子尺度分析，我们表明，在二维二硫化钼共价结合的边界往往被纳米孔装饰。当不同取向的MoS2晶粒在生长过程中合并时，会出现这种边界，而晶粒的重叠导致与双层区域的边界。我们的研究结果表明，纳米孔的形成与应力释放的高浓度的位错核心在晶界的区域，和层间相互作用导致内在的波纹重叠区域。这为控制大规模MoS 2样品的制造提供了见解，这些样品具有应用所需的结构特性。
2016-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Statistical Study of Deep Sub-Micron Dual-Gated Field-Effect Transistors on Monolayer CVD Molybdenum Disulfide Films
具有1.8 eV直接带隙的单层二硫化钼（MoS 2）是一种有前途的二维材料，在下一代纳米电子应用中有可能超过石墨烯。本文采用化学气相沉积（CVD）方法在Si/SiO_2衬底上制备单层MoS_2薄膜，并对基于双栅MoS_2场效应晶体管的器件性能进行了全面的研究。超过100个设备进行了研究，以获得在CVD二硫化钼的设备性能的统计描述。我们检查和缩小规模的晶体管的沟道长度为100 nm，并实现了创纪录的高漏电流62.5 mA/mm的CVD单层二硫化钼膜以往报道。我们进一步提取了低功函数金属Ti在单层CVD MoS 2上的本征接触电阻，其期望值为175 Ω.mm，通过适当的选通可以显著降低到10 Ω.mm。最后，得到了不同沟道长度下载流子的场效应迁移率（μFE）。考虑到接触电阻的影响，单层CVD MoS 2薄膜的平均和最大本征μFE分别为13.0和21.6 cm 2/Vs。
2013-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Piezoelectricity in Monolayer Molybdenum Disulfide
压电提供电力和机械力之间的精确和强大的转换。本文首次报道了单层二硫化钼（MoS 2）晶体由于原子结构的对称性反转破缺而产生压电性的实验证据，测得的压电系数e11 = 2.9e-10 C/m。通过机电耦合的角度依赖性，我们唯一地确定了二维（2D）晶体取向。我们观察到，只有奇数层的二硫化钼膜表现出压电性，与传统的材料形成鲜明对比。在单分子膜中发现的压电性有望将纳米机电系统（NEMS）缩小到单个原子单元-最终的材料极限。
2014-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Effect of different precursors on CVD growth of molybdenum disulfide
控制化学气相沉积（CVD）生长的二硫化钼（MoS 2）薄片的厚度、尺寸和面积对于器件应用至关重要。在此，我们报告了使用三种不同前体在SiO2/Si衬底上CVD合成MoS 2的定量比较，三氧化钼（MoO 3）、七钼酸铵（AHM）和碲（Te）。提出了MoO 3前驱体从MoO 3微晶中析出MoS 2的三步化学反应机理。此外，基于生长温度和前驱物的量的比率的策略被开发以系统地控制二硫化钼薄片的厚度和面积。我们的研究结果表明，对于大尺寸的结晶单层二硫化钼薄片，MoO 3是一个更好的选择比AHM和Te辅助合成。此外，Te作为生长促进剂，可以降低生长温度250 ℃。该研究可进一步用于制备基于二硫化钼的高性能电子器件，如光电探测器、薄膜晶体管和传感器。
2020-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Hole Mobility Calculation for Monolayer Molybdenum Tungsten Alloy Disulfide
对单层钼钨合金二硫化物（即，$\mathrm{Mo}_{1-x}\mathrm{W}_x\mathrm{S}_2$）。采用考虑$2\times2$超原胞的第一性原理方法研究了单层合金$\mathrm{Mo}_{1-x}\mathrm{W}_x\mathrm{S}_2$的能带结构和一个简单的能带（即，采用考虑高阶非抛物效应的有效质量近似模型（EMA）对第一原理能带结构进行拟合，计算了相应的空穴迁移率。此外，我们还研究了合金散射对$\mathrm{Mo}_{1-x}\mathrm{W}_x\mathrm{S}_2$空穴迁移率的影响。
2022-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Low-Frequency 1/f Noise in Molybdenum Disulfide Transistors
我们报告的低频（1/f，其中f是频率）的噪声测量结果在二硫化钼场效应晶体管揭示的相对贡献的二硫化钼沟道和Ti/Au接触的整体噪声水平。1/f噪声的调查进行制造和老化晶体管。已经确定，载流子数波动的McWhorter模型很好地描述了MoS 2晶体管中的1/f噪声，与石墨烯器件中观察到的噪声相反。从二硫化钼晶体管的1/f噪声数据中提取的陷阱密度，对于制造和老化的器件，分别为1.5 x 10^19 eV-1cm-3和2 x 10^20 eV-1cm-3。有人发现，在老化的二硫化钼晶体管的噪声电平的增加是由于沟道，而不是接触退化。所得结果对MoS 2和其他范德华材料的电子应用具有重要意义。
2013-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Kinetics and Parameters of Epitaxial Monolayered Continuous large area Molybdenum disulfide Growth
通过化学气相沉积（CVD）生长具有所需形态的大微晶连续单层材料如二硫化钼（MoS $_2$）仍然是一个挑战。在CVD中，各种因素如生长温度、前体和衬底性质的复杂相互作用决定了所生长的MoS $_2$单层的结晶度、微晶尺寸和覆盖面积。在目前的工作中，我们报告的三氧化钼（MoO $_3$），硫，和载气流量对成核和单层生长的重量分数的作用。发现MoO $_3$重量分数的浓度控制自引晶过程并决定影响形貌和覆盖面积的成核位点的密度。100 sccm氩气的载气流导致具有较低覆盖面积（70%）的大微晶连续膜，而150 sccm的流速导致具有减小的微晶尺寸的92%覆盖面积。通过系统地改变实验参数，我们建立了适合于光电子器件的大晶粒原子级薄MoS $_2$的生长配方。
2022-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Layer number and stacking order-dependent thermal transport in molybdenum disulfide with sulfur vacancies
该研究用显微Raman测温实验验证了含固有硫空位MoS₂的热导率随层数增加而受抑制减弱，并发现2H与3R双层堆叠间热导率和界面电导无显著差异。
2023-12-07 cond-mat.mtrl-sci
High Performance Molybdenum Disulfide Amorphous Silicon Heterojunction Photodetector
层状半导体如二硫化钼（MoS 2）的一个重要用途是制造新型异质结器件，从而实现使用传统半导体无法实现的功能。在这里，我们展示了一个超快的金属-半导体-金属异质结光电探测器，由二硫化钼和非晶硅（a-Si），上升和下降时间约为0.3毫秒。这是超过一个数量级的改进，传统的a-Si（~5毫秒）和最好的报道二硫化钼设备（~50毫秒）的响应时间。本文介绍的范德瓦尔斯异质结在绿光（商业成像系统中使用的波长）下产生210 mA/W的高光响应度。这种响应度比最好的MoS 2器件大4倍，比商用a-Si器件大2倍。10倍的速度提高和高光响应性为薄膜成像器提供了一个长达数十年的问题的潜在解决方案，并可能在大面积电子产品中找到应用，如生物医学成像和X射线荧光透视。
2013-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Volatile and Nonvolatile Resistive Switching in Lateral 2D Molybdenum Disulfide-Based Memristive Devices
本研究制备了基于二硫化钼和银电极的横向忆阻器，实现了易失性与非易失性电阻开关共存，并展示了突触功能，通过原位电镜揭示了银离子迁移机制。
2025-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Properties of Electrodeposited Molybdenum Disulfide on Zinc Oxide and Zinc Oxide/Zinc Sulfide Nanowires
本研究开发3步法合成纳米线异质结构催化剂，通过能带对齐和形貌优化显著提升了HER催化性能。
2025-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic process of oxidative etching in monolayer molybdenum disulfide
利用相关的透射电镜刻蚀研究了二维二硫化钼（2DMoS 2）在原子尺度上的氧化刻蚀微观过程。石墨烯TEM网格上的MoS2薄片在氧化蚀刻之前和之后通过TEM精确地跟踪和表征。这使我们能够确定的结构变化与原子分辨率上的域的边缘，良好的取向的三角形坑和沿晶界。我们观察到蚀刻主要从开口边缘、晶界和预先存在的原子缺陷开始。锯齿形钼边缘被分配为占主导地位的终止三角形坑，深刻的梯田和凹槽上观察到的蚀刻边缘。基于统计TEM分析，我们揭示了可能的路线的氧化蚀刻动力学在二维二硫化钼，这也应该适用于其他二维过渡金属二硫属化物材料，如MoSe 2和WS2。
2018-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Perforating freestanding molybdenum disulfide monolayers with highly charged ions
多孔单层二硫化钼（MoS $_2$）是一种很有前途的材料，可用于DNA测序和水脱盐等领域。在这项工作中，我们介绍了高电荷态离子（HCIs）作为一种新的技术来制造明确的孔在MoS $_2$的照射。令人惊讶的是，我们发现在很宽的势能范围内的孔隙产生效率的线性增加。原子模拟的比较揭示了在缺陷产生过程中通过电子激发从离子到材料的能量沉积的关键作用，并表明至少对于具有低势能的离子，在孔边缘附近富集钼。用原子分辨率扫描透射电子显微镜对辐照样品进行分析，揭示了孔隙大小对射弹势能的明显依赖性，建立了用高电荷离子辐照作为一种有效的方法来产生具有窄尺寸分布和半径在约100 nm之间的孔隙。0.3 3 nm。
2019-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Molybdenum Disulfide Bilayers Hybridized with Reduced Graphene Oxide Nanosheets for Enhanced Hydrogen Evolution Reaction
Ilum School of Science, Brazilian Center for Research in Energy and Materials（伊卢理学院，巴西能源与材料研究中心）；Institute of Physics “Gleb Wataghin”, University of Campinas（坎皮纳斯大学格莱布·瓦塔金物理研究所）；Brazilian National Nanotechnology Laboratory, Brazilian Center for Research in Energy and Materials（巴西国家纳米技术实验室，巴西能源与材料研究中心）；Postgraduate Program in Nanosciences and Advanced Materials. Federal University of ABC（ABC联邦大学纳米科学与高级材料研究生项目）；Institute of Chemistry, University of Campinas（坎皮纳斯大学化学研究所）
通过将二硫化钼双层与适度还原的氧化石墨烯杂化，显著提升了析氢反应的催化效率。
2025-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Doping Concentration Modulation in Vanadium Doped Monolayer Molybdenum Disulfide for Synaptic Transistors
掺杂是改变二维材料电子性质并赋予其新功能的有效方法。然而，在2D材料中，具有大尺度均匀性的替代掺杂浓度的宽范围控制仍然具有挑战性。在这里，我们报告了原位化学气相沉积生长的钒（V）掺杂的单层二硫化钼（MoS 2）具有广泛的可调掺杂浓度范围从0.3至13.1原子%。调节掺杂浓度的关键在于使用合适的具有不同掺杂能力的V前驱体，这也产生了大范围的均匀掺杂效应。首次采用重掺杂MoS_2作为沟道材料制备了人工突触晶体管。突触增强，抑郁症和重复学习过程中模仿的栅极可调沟道电导的变化，在这样的晶体管具有丰富的V原子捕获/脱陷电子。这项工作显示了一种可行的方法来掺杂单层2D半导体，并展示了它们在人工突触晶体管中的用途。
2021-03-23 cond-mat.mtrl-sci
Spin transport in molybdenum disulfide multilayer channel
二硫化钼是一种新型的二维半导体材料，在纳米电子、光电子和自旋电子等领域有着广泛的应用。然而，证明自旋输运通过半导体二硫化钼通道是具有挑战性的。在这里，我们展示了电自旋注入和检测在多层二硫化钼半导体沟道。在低温下，用Co/MgO自旋注入器和探测器，在450 nm长、6层厚的沟道中观察到约1%的磁电阻效应。从系统的研究的偏置电压，温度和背栅电压的依赖性的MR，它被发现，通过在接触耗尽区的局域态跳跃起着关键作用的观察的两端MR。此外，电子自旋弛豫被发现大大抑制在多层二硫化钼沟道的平面自旋注入。被低估的长自旋扩散长度（~ 235 nm）和大自旋寿命（~ 46 ns）为多层过渡金属双硫族化合物的自旋电子学应用开辟了新的途径。
2015-12-16 cond-mat.mtrl-sci
In-situ fabrication of Mo6S6 nanowire terminated edges in monolayer molybdenum disulfide
边缘结构与二维（2D）过渡金属二硫属化物（TMD）及其一维（1D）对应物（即，纳米带，这应该是精确定制的理想应用。在这项工作中，我们报告的形成新的Mo 6S 6纳米线（NW）终止的边缘在单层二硫化钼（MoS 2）通过电子束照射过程结合高温加热在扫描透射电子显微镜（STEM）。实验观察了NW终止边的原子结构和动态形成过程。进一步的分析表明，NW终止边缘可以形成在Mo-锯齿形（ZZ）边缘和S-ZZ边缘上，其可以表现出比原始锯齿形（ZZ）和扶手椅（AC）边缘更高的稳定性。此外，类似的边缘结构也可以形成在MoS 2纳米晶和其他TMD材料（例如MoxW 1-xSe 2）中。我们相信，这些新的边缘结构在二维和一维TMD材料的存在可能会提供新的性能和新的机会，其多功能的应用，包括催化，自旋电子和电子器件。
2018-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Edge-induced Schottky barrier modulation at metal contacts to exfoliated molybdenum disulfide flakes
从层状过渡金属二硫属化物如二硫化钼（MoS 2）获得的超薄二维半导体有望用于最终规模超过Si的晶体管。虽然半导体沟道的缩短被广泛研究，但是沟道的变窄（这对于缩小晶体管也应该是重要的）迄今为止被研究到较小的程度。在这项研究中，缩小机械剥离的二硫化钼薄片的影响进行了研究，根据在Cr/Au接触的沟道宽度依赖的肖特基势垒高度。窄的通道被发现具有较高的肖特基势垒高度，这是由于边缘诱导带弯曲的MoS 2。较高的势垒高度使晶体管性能降低，因为电极接触电阻较高。基于泊松方程的理论分析表明，边缘诱导效应可以通过高掺杂杂质浓度来缓解，但由于杂质诱导的电荷载流子迁移率退化，这种策略应限于大约0.7微米的沟道宽度。因此，在边缘处悬挂键的适当终止对于分层半导体的积极缩放是必要的。
2016-08-03 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
Defect Engineering of Two-dimensional Molybdenum Disulfide
二维二硫化钼（MoS2）由于其独特的结构和有趣的性质在电子和光电应用中具有巨大的前景。本征缺陷，如硫空位（SV）的二硫化钼纳米片被发现是有害的器件效率。为了缓解这个问题，使用硫醇对2D MoS2进行官能化已经成为工程缺陷的关键策略之一。在此，我们展示了一种方法，以可控地工程的SV的化学剥离二硫化钼纳米片使用一系列取代的硫酚溶液中。通过改变取代基的吸电子强度，可以调节官能化程度。我们发现，2LA（M）峰的强度归一化到A1g峰强烈相关的官能化程度。我们的研究结果提供了一个光谱指标，以监测和量化的缺陷工程过程。这种在溶液中进行MoS2缺陷功能化的方法也有利于进一步探索无缺陷MoS2的广泛应用。
2020-04-18 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Monolayer Molybdenum Disulfide Nanoribbons with High Optical Anisotropy
二维二硫化钼（MoS2）在下一代电子学和光电子学器件中显示出良好的应用前景。单层二硫化钼可以被图案化成准一维各向异性的二硫化钼纳米带（MNR），其中理论计算预测了新的性质。然而，很少有工作已经进行了实验探索的宽度小于20 nm的MNR的几何限制，可以导致有趣的现象。在这里，我们制备的MNR的宽度在5 nm至15 nm之间的直接氦离子束铣削。光学对比度和拉曼光谱的系统研究揭示了这些MNR的高光学各向异性。MNR中的拉曼模式具有很强的偏振依赖性。除了E'和A' 1峰由于声子限制效应而展宽外，对应于振动态密度奇异性的模也被边缘激活。拉曼模式的特殊偏振行为可以用MNR中光吸收的各向异性来解释，偏振光学对比度证明了这一点。该研究为从二维各向同性过渡金属二硫族化合物中探索具有高光学各向异性的准维材料提供了可能。
2015-12-28 cond-mat.mtrl-sci
Nontrivial Metallic State of Molybdenum Disulfide
在高达90 GPa的高压和低至5 K的变温条件下对MoS $_2$进行了电导率和拉曼光谱测量。我们发现，在金属2H $_a$相的电阻的温度依赖性有一个异常（一个驼峰），随着压力转移到更高的温度。与此同时，一个新的拉曼声子模式出现在金属状态，这表明电阻异常可能与结构转变。我们认为，这种异常的行为是由于电荷密度波状态，其存在是一种可能性的出现在较高的压力超导性的指示。
2018-01-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Optical absorption in disordered monolayer molybdenum disulfide
我们探讨了硫空位和电子相互作用对单层MoS $_2$光学性质的综合影响。首先，我们提出了一个广义的安德森-哈伯德哈密顿，占随机分布的硫空位和材料内的介电屏蔽的存在。其次，我们从基于密度泛函理论和格林函数和屏蔽库仑（GW）方法的第一性原理计算参数化这个能量相关的哈密顿量。第三，我们应用基于第一性原理的多体典型介质方法确定单粒子电子结构。第四，我们求解Bethe-Salpeter方程以获得电荷磁化率$χ$，其虚部与吸光度$\mathcal{A}$相关。我们的研究结果表明，空位浓度的增加会导致在带隙内的连续带和激子态的吸收减少。我们还观察到增加的吸收低于带隙阈值，并提出了一个表达式，它描述了Lifshitz尾巴，在很好的定性与我们的数值计算。后者增加了在$1.0$ -- $2.5$--中的吸收，eV使得缺陷工程对于太阳能电池应用具有潜在的意义。
2018-05-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Charge density waves in electron-doped molybdenum disulfide
本文报道了在重电子掺杂的二硫化钼（MoS $_2$）中发现的电荷密度波（CDW）基态。这是在任何$d^2$（第6列）过渡金属二硫属化物（TMD）中首次观察到CDW。MoS $_2$的能带结构与先前观察到CDW的$d^0$和$d^1$ TMD不同，从而促进了对CDW形成的新认识。我们证明了在85 K的金属-绝缘体转变，在费米能级的25 meV的差距，和两个不同的CDW调制，$(2\sqrt{3}\times2\sqrt{3})$ R $30^\circ$和$2\times2$，归因于费米面嵌套（FSN）和电子-声子耦合（EPC），分别。这同时展览FSN和EPC CDW调制是唯一的CDW基态的观察，我们讨论了这方面的能带折叠。我们的观察结果提供了一个解决争议的途径，围绕着TMDs中CDW调制的起源。
2021-08-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electrocatalytic Hydrogen Evolution Reaction on Edges of a Few Layer Molybdenum Disulfide Nanodots
设计和开发廉价高效的制氢电催化剂，是几种新兴清洁能源技术的基础。在这项工作中，第一次，二硫化钼（MoS 2）纳米点已合成的离子液体辅助研磨剥离散装血小板和分离的顺序离心。纳米点具有高达7层（4 nm）的厚度和小于20 nm的平均横向尺寸。详细的结构表征确定了纳米点保留了本体材料的结晶质量和低氧化态。小的横向尺寸和减少的层数为这些纳米点提供了更容易的电子输运路径和丰富的活性位点用于在酸性电解质中催化析氢反应（HER）。MoS 2纳米点表现出良好的耐久性和61 mVdec-1的塔菲尔斜率，估计的起始电位为-0.09V vs RHE，这被认为是2 H相实现的最佳值之一。据设想，这项工作可以提供一种简单的路线来合成广泛的二维分层纳米点，这些纳米点在水分解和其他能源相关技术中具有应用。关键词：MoS 2纳米片，析氢反应，电催化，边缘，纳米点，离子液体剥离，水裂解
2015-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Decoupling Molybdenum Disulfide from its Substrate by Cesium Intercalation
层状过渡金属二硫属化物中的碱金属原子的嵌入是通向新一代电池的可能途径。它也是一种诱导结构相变的方法，从而授权在这类材料中实现光开关和电开关。插层过程主要是在三维二硫属化合物薄膜中进行研究。在这里，我们解决的情况下，单层的二硫化钼（MoS $_2$），沉积在金基板上，并插入铯（Cs）在超净条件下（真空）。我们发现，插层从它的基板的MoS $_2$。我们揭示了从Cs到MoS $_2$的电子转移，价带最大值能量的相对变化，以及由插入Cs层中的结构无序引起的电子无序。此外，我们发现了一个异常的晶格膨胀的MoS $_2$，我们涉及到直接附近的Cs。插层是热激活的，脱层的逆过程也是如此。我们的工作打开了一个微观的理解过程中的相关性在几个可能的未来技术的路线，并显示了一种方法来操纵二维dichalcogenides的属性的“下盖”功能化。
2020-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Macroscopic electro-optical modulation of solution-processed molybdenum disulfide
本研究通过密度泛函理论与铁电P(VDF-TrFE)薄膜实验，证实溶液加工MoS2纳米片在电场下可形成斯塔克阶梯实现宏观电光调制，成功演示电吸收调制器，为可扩展可调谐光子学提供新路径。
2024-01-29 cond-mat.mtrl-sci
The impact of morphological structure and flexo-chemical strains on the electric transport mechanisms in the molybdenum-disulfide-oxide nanoflakes
本文研究了压制的MoSxOy纳米片粉末的电导机制，发现其I-V曲线呈现迟滞、负微分电导和三态阻变切换等特性，并利用考虑挠曲化学场的Landau-Cahn-Hilliard方法进行理论解释，展示了其在忆阻器和超级电容器中的应用潜力。
2025-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Visualization of defect-induced excitonic properties of the edges and grain boundaries in synthesized monolayer molybdenum disulfide
原子薄的二维过渡金属二硫属化合物（TMDC）是下一代纳米光电应用的重要材料。了解合成生长的TMDC的边缘和晶界的纳米级光学行为对于优化其光电性能至关重要。通过远场光学显微镜来阐明二维材料的纳米级光学特性需要衍射受限的光束直径亚微米尺寸。在这里，我们提出了我们的实验工作的空间光致发光（PL）扫描的大尺寸（$\geq 50$微米）单层MoS $_2$生长的化学气相沉积（CVD）使用衍射限制的蓝色激光束斑（波长405 nm）的光束直径小至200 nm，使我们能够探测纳米级激子现象，这是以前没有观察到的。我们发现了几个重要的特征：（i）存在亚微米宽度的条带（ii）存在另一个较亮的宽区域，其由终止于锯齿形外围边缘的拐角处的平行荧光线组成;（iii）在PL谱的边缘处存在一个巨大的蓝移A激子峰，其能量可达$\sim 120$ meV。利用密度泛函理论计算，我们将这种巨大的蓝移归因于氧二聚体在边缘的吸附，这降低了激子结合能。我们的研究结果不仅揭示了缺陷诱导的激子性质，但也提供了一个有吸引力的路线，通过缺陷工程定制的光学性能在TMDC边缘。
2016-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unsaturated Single Atoms on Monolayer Transition Metal Dichalcogenides for Ultrafast Hydrogen Evolution
大规模实施电化学水裂解制氢需要廉价有效的催化剂来取代昂贵的铂。二硫化钼是最有前途的替代催化剂之一，但其固有活性仍不如铂。因此，有必要探索新的活性位点来源二硫化钼与超快反应动力学，并了解其机制。在这里，我们报告了一个通用的冷氢等离子体还原方法合成不同的单原子坐在二维单分子膜。在二硫化钼的情况下，我们设计并鉴定了一种新型的活性位点，即，不饱和Mo单原子上的共生单层二硫化钼。基于单片微电池测量，该催化剂显示出优异的固有活性，塔菲尔斜率为35.1 mV dec-1，100 mV时的转换频率约为10^3 s-1。理论研究表明，不饱和钼原子通过杂化作用增强了吸附的氢原子与基体的结合强度，从而提高了催化剂的吸放氢动力学性能，提高了催化剂的放氢活性。这项工作为制备用于水裂解和其他电化学过程的高效电催化剂提供了新的思路，并提供了在二维单分子膜上合成单原子的一般方法。
2020-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Effect of crystallinity on the frictional and wear performance of molybdenum disulfide: A molecular dynamics study
本研究利用反应分子动力学模拟探究结晶度对二硫化钼摩擦和磨损性能的影响，发现结晶态MoS2因保持平坦滑动表面和摩擦各向异性而表现出超润滑性，为设计低摩擦和耐磨固体润滑剂提供了原子尺度见解。
2025-05-31 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Doping in Hydrogenated Single Layered Molybdenum Disulfide
众所周知，二硫化钼（MoS2）单层中的结构缺陷会强烈改变其性质。因此，深入了解这些结构缺陷以及它们如何影响MoS2的电子性质具有根本的重要性。在这里，我们报告原子氢在单层MoS2中的掺入，以调整其结构缺陷。我们证明了单层MoS2的电子性质可以通过在室温下受控暴露于原子氢来从本征电子（n）掺杂调谐到空穴（p）掺杂。此外，该氢化过程代表了完全饱和存在于MoS2薄片中的硫空位的可行技术。通过高分辨率X射线光电子能谱和密度泛函理论计算证明，在二硫化钼中成功地掺入氢导致电子性质的改变。显微拉曼光谱和角分辨光电子光谱测量显示氢化MoS 2的高质量，证实了我们氢化过程的效率。这些结果表明，MoS2氢化可能是实现过渡金属二硫属化物（TMD）材料与非TMD元素的可调掺杂的重要且有效的方式。
2018-06-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Synthesis of ultrahigh-quality monolayer molybdenum disulfide through in-situ defect healing with thiol molecules
过渡金属二硫属化合物（TMDC）是一种具有广泛应用前景的二维材料。化学气相沉积（CVD）是合成这些材料的一种很有前途的方法。然而，CVD生长的材料通常具有比机械剥离的材料更差的质量，并且由于在使用固体前体的生长期间难以控制前体的分布和浓度而包含更多的缺陷。在这里，我们建议使用硫醇作为CVD生长高质量和均匀的2D MoS2的液体前体。原子分辨结构表征表明，硫空位的浓度在从硫醇生长的二硫化钼是所有报道的CVD样品中最低的。低温光谱表征进一步揭示了所生长的MoS2的非线性光学质量。密度泛函理论模拟表明，硫醇分子可以与MoS2中的硫空位相互作用，并在MoS2生长过程中修复这些缺陷，从而获得高质量的MoS2。该工作为制备具有超低硫空位和高光学质量的高质量二维材料提供了一种简便可控的方法，这将有利于其光电应用。
2020-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Avalanche Dynamics in Stick-Slip Cutting of Molybdenum Disulfide
本研究通过AFM和分子动力学模拟，首次在纳米尺度观测到多层MoS₂粘滑磨损中滑移阶段的雪崩动力学特征，揭示了磨损的原子级机制与能量耗散规律，为范德华材料纳米加工提供了理论框架。
2025-08-04 cond-mat.mtrl-sci
Band tail interface states and quantum capacitance in a monolayer molybdenum disulfide field-effect-transistor
虽然具有高k值的MoS 2场效应晶体管（FET）在电子器件应用中很有前途，但界面退化的潜在物理起源在很大程度上仍未被探索。在这里，我们提出了一个系统的分析的界面态密度（Dit）和量子电容（CQ）的能量分布在双栅单层剥离的二硫化钼场效应管。CQ分析使我们能够构建作为EF的函数的Dit提取方法。最低值为8 × 10 ~（11）cm ~（-2）eV ~（-1）的Dit带尾分布表明Dit与S空位的尖峰能量分布没有直接关系。因此，Mo-S键的弯曲与界面处的应变或SiO2/Si衬底的表面粗糙度有关可能是起源。它还表明，超薄二维材料是更敏感的界面无序由于减少的状态密度。由于测量电容的所有成分都很好地理解，因此可以通过利用漂移电流模型来再现I-V特性。因此，金属/绝缘体转变的物理起源之一被认为是界面陷阱和量子电容的外部结果。
2018-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Broad Band Optical Properties of Large Area Monolayer CVD Molybdenum Disulfide
近年来，采用化学气相沉积法生长的大面积单层MoS 2薄膜因其在先进电子和光电子器件中的潜在应用而引起了人们极大的兴趣。与无带隙石墨烯不同，MoS 2在可见光中具有固有带隙，当还原为单个原子层时，该带隙从间接带隙跨越到直接带隙。在这篇文章中，我们报告了一个全面的研究的基本光学性质的二硫化钼揭示了拉曼光谱，光致发光，和真空紫外椭圆偏振光谱。1.42 eV的带隙由在单层MoS 2中移位到1.83 eV的块状MoS 2的吸收阈值确定。我们提取了高达9.0 eV的高精度介电函数，这导致许多独特的带间跃迁在高对称点的二硫化钼动量空间的识别。发现单层中的A和B激子的位置与体相相比能量上移，并且具有更小的分离。一个非常强的光学临界点预测对应于准粒子间隙观察到在2.86 eV，这是由于沿M和伽马点之间的减少布里渊区的平行带的光学跃迁。在单层MoS 2中在~ 3.0 eV处不存在体MoS 2自旋-轨道相互作用峰，正如预测的那样，是附近激子聚结的结果。在3.98 eV的更高能量的光学跃迁，通常发生在体半导体，与几个临界点的组合，本文报道的这些光学跃迁增强了我们的理解单层MoS 2以及一般的二维系统，从而为MoS 2光学器件的设计和理论考虑提供了翔实的指导方针。
2014-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Considerations for utilizing sodium chloride in epitaxial molybdenum disulfide
碱金属盐如NaCl和KI的利用使得能够成功生长大的单畴和完全聚结的多晶二维（2D）过渡金属二硫属化物层。然而，碱金属盐对光子和电子性质的影响尚未完全确定。在这项工作中，我们报告无碱外延的二硫化钼蓝宝石和基准的属性对碱辅助生长的二硫化钼。这项研究表明，虽然NaCl可以显着增加20倍的单层二硫化钼的域大小，它也可以诱导强烈的光学和电子的异质性在生长的大规模的薄膜。这项工作阐明了利用NaCl可以导致生长速率的变化，外延的损失，和高密度的纳米级MoS 2颗粒（4/μm2）。这种现象表明，碱金属原子在Mo和S吸附原子迁移率中起着重要作用，并强烈影响生长过程中的2D/蓝宝石界面。与在相同生长条件下的无碱合成相比，由NaCl辅助的MoS 2生长在生长态畴中导致>1%的拉伸应变，这将光致发光降低约20倍并降低晶体管性能。
2018-09-11 cond-mat.mtrl-sci
Substrate-dependent pore formation in molybdenum disulfide monolayers under ion irradiation
Faculty of Physics, University Vienna（维也纳大学物理学院）；CIMAP-GANIL, CEA-CNRS-ENSICAEN-UCN
研究通过离子辐照不同基底上的单层MoS₂，发现基底类型显著影响孔形成效率和尺寸，SiO₂基底产生最大孔，而金基底抑制孔形成。
2026-03-25 cond-mat.mtrl-sci
Turning non-magnetic two-dimensional molybdenum disulfide into room temperature magnets by the synergistic effect of strain engineering and charge injection
本研究提出了一种通过在2D-硫化物中注入电压脉冲来调控磁体状态，研究团队提出了一种通过在2D-硫化物中注入电压脉冲来调控磁体状态，在智能体决策中
2023-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism Induced by Azanide and Ammonia Adsorption in Defective Molybdenum Disulfide and Diselenide: A First-Principles Study
State University of Campinas（坎皮纳斯州立大学）；Rice University（莱斯大学）；University of South Florida（南佛罗里达大学）；College of Technology, University of Brasília（巴西利亚大学技术学院）
通过分子吸附与缺陷工程调控二硫化钼和二硒化钼的磁性，发现氨分解可产生净磁矩，为自旋电子器件提供新思路。
2025-09-12 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Ultrahigh Pressure Superconductivity in Molybdenum Disulfide
超导电性通常在压力下出现在带有电荷密度波（CDW）的过渡金属二硫属化物（TMD）中，但迄今为止仅通过与电子供体的嵌入或静电掺杂出现在无CDW的TMD中。理论计算已经预测，后者应该在压力下通过带隙闭合而金属化，但是在原始的2 H-MoS 2中，在大量压缩时超导性仍然难以捉摸，其中高达60 GPa的压力仅证明了金属状态。在这里，我们报告的出现在原始的2 H-MoS 2在90 GPa的超导性。的最大起始转变温度Tc（开始）为11.5 K，最高值之间的TMD和几乎恒定的从120到200 GPa，是远高于通过化学掺杂，但通过静电掺杂获得的。Tc（onset）比目前的理论预期大一个数量级以上，这对当前的计算方法或压力诱导配对状态的机制提出了疑问。我们的研究结果强烈建议进一步的实验和理论的努力，在所有的CDW自由TMD的压力诱导超导性的研究。
2015-03-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Operando Insights on the Degradation Mechanisms of Rhenium-doped and Undoped Molybdenum Disulfide Nanocatalysts for Electrolyzer Applications
本研究通过原位电化学测量与同一位置电子显微技术，揭示了掺铼与未掺杂MoS2纳米催化剂在电解槽应用中的降解机制，验证了掺杂策略对提升耐久性的有效性。
2024-04-21 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Vanadium-Doped Molybdenum Disulfide Monolayers with Tunable Electronic and Magnetic Properties: Do Vanadium-Vacancy Pairs Matter?
本研究结合实验表征与理论计算，揭示了硫空位及其与钒原子的配对对钒掺杂二硫化钨单层磁有序的关键作用，还发现随钒浓度升高体系出现p型行为，为调控二维TMD基稀磁半导体性能提供了依据。
2024-01-30 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Analyzing Growth Kinematics and Fractal Dimensions of Molybdenum Disulfide Films
虽然碱金属卤化物在实现过渡金属-二硫族化物层的大面积生长中的积极作用已经得到验证，但膜生长运动学尚未完全建立。本工作提出了一个系统的分析的MoS $_2$形态的薄膜生长在各种预处理条件下的基板与氯化钠（NaCl）。在最佳NaCl浓度下，单层的畴尺寸与无碱生长的MoS $_2$相比增加了几乎两个数量级。结果表明，分形维数和面积覆盖率的基底与单层和多层，分别呈反比关系。使用Fact-Sage软件，NaCl的作用，在确定的分压的Mo和S-基化合物在气相中的生长温度下阐明。碱金属盐的存在下示出通过影响Mo和S分压来影响域尺寸和膜形态。与相同生长条件下的无碱合成相比，NaCl辅助的MoS $_2$膜生长导致基底的$\approx$ 81 $\%$被单层覆盖。在理想的生长条件下，在最佳的NaCl浓度，成核被抑制，和域扩大，导致大面积生长的MoS $_2$单分子膜。发现该单层膜不含碱金属和卤素原子的非故意掺杂，并表现出高结晶度和优异的光电质量。
2020-12-10 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Load-Dependent Sliding behavior of WSe2-x solid lubricant coating
本文对比研究了磁控溅射沉积的亚化学计量二硒化钨与二硫化钼涂层的宏观及纳米摩擦学性能，发现二硒化钨在潮湿空气中摩擦更低且对湿度敏感性更低，并证实表面摩擦加热是导致摩擦载荷依赖性的关键因素。
2025-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Apparent Differences between Single Layer Molybdenum Disulfide Fabricated via Chemical Vapor Deposition and Exfoliation
基于二维固体的创新应用需要具有成本效益的制造工艺，从而产生大面积的高质量材料。化学气相沉积是满足这些要求的最有前途的方法之一。然而，对于以这种方式制备的2D材料，通常认为它们与基础研究中常用的剥离的2D材料相比质量较差。在这项工作中，我们挑战这一假设，并旨在量化的原型过渡金属dichalcogenide MoS $_2$的质量差异。为此，单层的MoS $_2$通过不同的技术（剥离，生长通过不同的化学气相沉积方法，转移技术，并作为垂直异质结构与石墨烯）进行了研究，拉曼和光致发光光谱，原子力显微镜的补充。我们表明，制备的MoS $_2$，直接生长在SiO $_2$，不同剥离的MoS $_2$在较高的光致发光，较低的电子浓度，和增加的应变。一旦插入水膜（例如，通过转移）在生长的MoS $_2$下面，特别是（光）电子性质变得实际上与剥离的MoS $_2$的那些相同。两种最常见的前体的比较表明，与MoO $_3$的生长导致更大的应变和/或缺陷密度偏差比生长与七钼酸铵。作为异质结构的一部分，直接生长的MoS $_2$与衬底的相互作用强得多，并且在这种情况下，插层水膜不会导致完全解耦，这对于剥离或转移是典型的。我们的工作表明，生长的2D过渡金属二硫属化物的质量较差确实是一种误解。
2020-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Chemical Vapor Deposition Synthesized Atomically Thin Molybdenum Disulfide with Optoelectronic-Grade Crystalline Quality
在大面积和低成本下合成高质量样品的能力是任何新材料开发阶段的最大挑战之一。虽然化学气相沉积（CVD）方法为CMOS兼容的大规模材料生长提供了一种有前途的低成本途径，但它往往无法满足纳米电子学和光电子学的高质量要求。我们提出了大规模的CVD合成的单层和几层的MoS2使用直接气相硫化的MoO2，这使我们能够获得极高质量的单晶单层MoS2样品的场效应迁移率超过30 cm 2/Vs的单层。这些样品可以很容易地在各种衬底上合成，并在整个晶体的拉曼和光致发光映射中表现出高度的光电均匀性，面积超过数百平方微米。由于它们的高结晶质量，这些样品的拉曼光谱显示了一系列的多声子过程，通过与机械剥离样品的过去报告相比具有相等或更好的清晰度的峰。这使我们能够研究层厚度和衬底依赖性的极弱的声子过程在285 cm-1和487 cm-1的二维MoS2。这些样品的超高光电子级晶体质量可以通过光电流光谱法进一步建立，该光谱法在室温下清楚地揭示了激子态，这一壮举以前仅在用机械剥离制造的器件上得到证明，这些机械剥离是人工悬挂在沟槽上的。我们的方法反映了原子薄，2D MoS2的可扩展，高质量的光电子学的发展迈出了一大步。
2015-08-20 cond-mat.mtrl-sci
