单层MoS2（1-x）Se2x合金的合成及MoS2（1-x）Se2x（x=0.25）场效应晶体管的光电特性.docx

单层MoS2（1-x）Se2x合金的合成及其在微电子器件中的应用，尤其是MoS2（1-x）Se2x（x=0.25）场效应晶体管的光电特性，是本文主要探讨的核心内容。二硫化钼（MoS2）作为二维过渡金属硫族化合物（TMDs）的一员，由于其独特的直接带隙性质，已经成为电子和光电子领域的重要研究对象。而通过合金化或掺杂的方式调整MoS2的成分，如形成MoS2与硒化钼（MoSe2）的混合物，可以进一步优化其物理和化学属性，以满足特定应用的需求。 在本研究中，采用化学气相沉积法并借助氯化钠辅助生长技术，通过调控硫和硒的质量比例，成功合成了包含六种不同组分的单层MoS2（1-x）Se2x合金。这些合金的光致发光峰位置在678nm至813nm之间变化，对应能量范围约为1.83eV至1.53eV，这显示出合金带隙的可调性，是通过改变Se的比例来实现的。值得注意的是，大面积单层MoS2（1-x）Se2x（x=0.25）的横向尺寸可达200μm，这为器件制备提供了良好的基础。 为了研究这种合金的光电特性，科研人员利用所合成的单层MoS2（1-x）Se2x（x=0.25）制备了场效应晶体管。实验结果显示，在520nm激光照射下，该晶体管的响应度达到了940mA·W-1，检测率为5.32×1010 cm·Hz1/2·W-1，这意味着在光激发下，器件对光信号的转换效率极高。此外，器件的响应时间仅为8ms，这表明其在高速光探测和光开关应用中具有优异的性能。 带隙工程是提升半导体器件性能的关键策略之一，尤其是在2D材料中，它可以通过调控带隙宽度来优化电子传输、光吸收以及器件工作波长。在MoS2（1-x）Se2x合金中，Se的掺入不仅改变了材料的能带结构，也影响了其光电子特性。这种调整使得MoS2（1-x）Se2x合金成为开发高性能光电设备的理想材料，例如高灵敏度光探测器、光逻辑器件和光电子集成电路。 单层MoS2（1-x）Se2x合金的合成展示了2D TMDs在带隙工程中的巨大潜力，而MoS2（1-x）Se2x（x=0.25）场效应晶体管的出色光电特性为未来2D半导体材料在微电子和光电子领域的应用提供了新的可能。通过这种合金化策略，研究人员能够设计出具有定制性能的材料，以适应不断发展的微电子器件需求。这一领域的深入研究有望推动下一代高性能、低能耗的电子和光电子技术的发展。