人工晶体学报

作者：曹晟, 张锋, 刘绍祥, 陈思凯, 赵杨, 石轩, 赵洪泉

单位：1.重庆理工大学理学院,重庆 400054; ；2.中国科学院重庆绿色智能技术研究院,重庆 400714; ；3.中国科学院大学重庆学院,重庆 400714; ；4.重庆邮电大学光电工程学院,重庆 400065

关键词：化学气相沉积,二硫化钨,铒掺杂,单晶硅,荧光特性,光电特性,

基金：国家自然科学基金(61775214);重庆市自然科学基金重点项目(cstc2019jcyj-zdxm0098);重庆市自然科学基金面上项目(cstc2019jcyj-msxmX0387);重庆英才项目(CQYC202002064);中科院青促会项目

化学气相沉积(CVD)是大尺度二维材料生长的有效方法,但CVD过程不可避免地会产生高密度的空位缺陷,影响材料的光电性能。本文利用碱金属卤盐辅助CVD法直接在p型Si(111)衬底上生长了毫米尺度和原子层厚的WS2。通过在钨源中掺入饱和ErCl3粉末,得到Er掺杂WS2薄膜(WS2(Er))。结合光学显微镜、扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线光电子能谱、能量色散X射线光谱、光致发光和拉曼光谱等技术对材料进行表征,结果表明,相比纯WS2,WS2(Er)薄膜的荧光强度获得数量级增长,且中心波长大幅红移。荧光测试表明,相比SiO2衬底上的WS2,在Si衬底上生长的WS2的荧光特性出现了明显的电荷转移效应。基于SiO2衬底上的WS2和WS2(Er)场效应晶体管器件的光电测试结果表明,WS2(Er)场效应晶体管的光响应度为4.015 A/W,外量子效率为784%,均是同等条件下纯WS2器件的2 000倍以上。本工作对稀土掺杂二维材料的研究具有一定的参考意义。

来源：2023年第5期

《人工晶体学报》期刊编辑部

查看人工晶体学报杂志2023年第5期