人工晶体学报

作者：韩钰, 牛群, 周琴, 赵爱迪

单位：上海科技大学物质科学与技术学院,上海 201210

关键词：α-MoO3,薄膜,高定向热解石墨,范德瓦耳斯外延,半导体,表观能隙,

基金：国家自然科学基金(22102101)

α-MoO3是一种典型的层状半导体过渡金属氧化物,其独特的电子结构和晶格结构使其近些年来被广泛研究。相比于体相α-MoO3,α-MoO3薄膜因二维几何限制而具有优异的光学、电学和力学性质。然而,单层无缺陷的α-MoO3薄膜的外延生长迄今尚未实现。本研究在超高真空条件下使用分子束外延技术,首次在高定向热解石墨(HOPG)上范德瓦耳斯外延制备了单层无缺陷的半导体α-MoO3薄膜,并通过氢气还原的方法产生线型缺陷,使用扫描隧道显微镜研究了完整单层薄膜及缺陷处的形貌结构和表观能隙。结果表明:通过精确控制衬底温度可以在HOPG衬底上制备出高质量单层α-MoO3薄膜;薄膜厚度和单胞大小均符合单层α-MoO3特征,扫描隧道谱显示其表观能隙为1.7 eV;所生长薄膜的高质量可以通过衬底HOPG的摩尔纹进一步证实。通过引入氢气可以在薄膜表面获得与摩尔纹方向垂直的明亮线缺陷,缺陷处的局域表观能隙为0.4 eV,即在一个整体为宽表观能隙的半导体材料中间实现了局部的具有窄表观能隙的通道。

来源：2023年第5期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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