層狀半導體奈米結構的電傳導厚度效應
- 上線日期:2014/12/16 上午 12:00:00
- 資料來源:奈米科學網
自從Novoselov與Geim等人成功分離二維碳結構石墨烯(grapheme)並獲得2010年諾貝爾物理獎之後,學術界近年來將目光轉向同樣有二維層狀晶體(layer crystal)結構的過渡性金屬硫屬化合物(transition metal dichalcogenide, TMD)。TMD層狀材料可依電特性分為半導體性(如MoS2、MoSe2及WS2等)與金屬性(如NbS2、NbSe2及TaS2等)兩個族群,其中半導體性的TMD層狀材料預期可與金屬性石墨烯整合,製作以二維奈米材料為主的電子元件,作為新一代超薄可撓式電子裝置的基礎,因而受到較多關注。
2010年美國加州大學柏克萊分校的F. Wang等人及哥倫比亞大學的T. F. Heinz等人先後發現原為間接能隙的MoS2層狀半導體一旦剝離至單原子層(monolayer),其電子結構在量子侷限(quantum confinement)效應下會轉變為直接能隙。在由多層逐漸減少厚度最終變為單層時,其發光效率忽然增加。此發現開啟了層狀半導體作為高效率發光材料的全新研究方向。在電特性方面,瑞士洛桑聯邦理工學院的A. Kis等人成功地將單層MoS2場效電晶體之電子遷移率(mobility)以及開關比(on-off ratio)提升至可商業化的程度。
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