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Ultrathin Übergangsmetall-Dichalkogenide (TMDCs) von Mo und W zeigen großes Potenzial für digitale Elektronik und optoelektronische Anwendungen. Während frühe Studien auf mechanisch exfolierten Flakes beschränkt waren, wurde die großflächige Synthese von 2D-TMDCs nun durch chemische Dampfabscheidung (CVD) basierend auf einer Sulfidierungsreaktion realisiert. Die optoelektronischen Eigenschaften von CVD-gewachsenen Monolayer-MoS2 wurden intensiv untersucht, aber der Einfluss der Stöchiometrie auf die elektrischen und optischen Eigenschaften wurde weitgehend übersehen. Hier variieren wir systematisch die Stöchiometrie von Monolayer MoS2 während der CVD durch kontrollierte Sulfidierung und untersuchen die damit verbundenen Veränderungen in der Photolumineszenz und den elektrischen Eigenschaften. Röntgen-Photoelektronenspektroskopie wird verwendet, um relative Variationen in der Stöchiometrie und die Persistenz von MoOx-Arten zu messen. Während MoS2-δ reduziert wird (steigendes δ), steigt die elektrische Mobilität von Monolayer-Transistoren, während der Photolumineszenz-Ertrag nicht gleichmäßig wird. Geräte, die aus Monolayer mit dem niedrigsten Schwefelgehalt hergestellt wurden, zeigen vernachlässigbare Hysterese und eine Schwellenspannung von ∼ 0 V. Wir schließen daraus, dass die elektrischen und optischen Eigenschaften von Monolayer-MoS2-Kristallen durch Stöchiometrie-Engineering angepasst werden können, um den Anforderungen verschiedener Anwendungen gerecht zu werden.
Kim et al. (Mon,) haben diese Frage untersucht.