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导读：半导体工业，依赖于掺杂、化学计量、缺陷工程和界面效应等技术，在不降低性能情况下，设计半导体晶体电子和光学特性。过渡金属二硫属元素化物Transition metal dichalcogenides，TMDS，例如单层二硫化钼MoS2，由于其带隙1.8-1.9eV、中等载流子迁移率和原子薄体6.5Å，有望替代硅半导体。这对于栅极静电控制和器件缩小是理想的。然而，TMD单层薄度，也使得对本征和非本征缺陷和杂质高度敏感。特别地，理论预测和实验观察到，MoS2电子输运和激子跃迁强烈强烈依赖于缺陷、应变和衬底效应。
二维二硫化钼molybdenum disulfide，MoS2，是一种半导体，可用于制造按比例缩小的晶体管和其他先进电子和光电器件。然而，该材料通常表现出强的n型掺杂、低光致发光量子产率和与金属高接触电阻，该行为通常归因于存在硫空位诱导的施主杂质态donor states。近日，麻省理工学院Jing Kong团队在Nature Electronics上发文，报道了氧掺杂oxygen-incorporated化学气相沉积，可以用来钝化硫空位，并抑制单层MoS2中施主态形成。第一性原理计算和光谱测量，揭示了在硫空位处钼-氧键形成，和氧掺杂MoS2施主态缺失。与无氧化学气相沉积制备的MoS2相比，掺氧MoS2表现出增强光致发光、较高功函数和改善接触电阻，在金属/MoS2界面处，具有较低肖特基势垒（小于40meV）。掺氧化学气相沉积，修复单层二硫化钼的施主缺陷态
图1：有/无氧结合单层MoS2沉积。
图2：减少单层O-MoS2电子掺杂表征。
图3：氧愈合效应的原子结构和DFT计算结果。
图4：单层O-MoS2场效应晶体管电学特性。
图5：78K时栅极相关光致发光 photoluminescencePL
这种CVD策略缺陷修复工艺，也有可能开辟一条途径，实现调节其他二维过渡金属二硫属元素化物TMD的电子和光电特性，这种方法应该是可扩展的，并与互补金属-氧化物-半导体工艺兼容。
文献链接：https://www.nature.com/articles/s41928-021-00685-8https://doi.org/10.1038/s41928-021-00685-8本文译自Nature。 | 
