Structural and electrical properties of vanadium-doped bilayer MoS2
Abstract
相比于单层二硫化钼（MoS2） ，双层MoS2凭借其层间相互作用，可表现出更高的迁移率和更小的带隙，被认为是下一代电子器件的理想沟道材料。通过置换掺杂调控双层MoS2性质是推动其走向实际应用的关键技术路径，然而，对其缺陷结构和层间相互作用的影响机制研究还有待深入。本文采用三源分流化学气相沉积方法制备了钒（V）掺杂双层MoS2薄膜，系统研究了V掺杂对双层薄膜缺陷结构、层间相互作用及电学性质的影响机制。研究发现，V掺杂可显著降低结构中S空位的形成能，并可形成VMo置换缺陷与S空位复杂缺陷结构，V掺杂量小于10%的双层MoS2薄膜材料依然可保持n型传导特性。尽管V掺杂未改变双层MoS2材料的载流子传输类型，但却显著增加了电子结合能和层间的Mo-S键，使AA和AB堆垛下的层间结合能分别增加了2.71%和2.44%，而层间耦合作用的增强，既减弱了载流子的散射，又延长了载流子的弛豫时间。测试发现，高栅压条件下，掺杂器件输出电流明显超过未掺杂器件，最终，掺杂器件在维持高开关比（~107）的同时，其高场电导率也明显得到提升。本研究不仅发展了双层MoS2的可控掺杂工艺，也为二维材料层间相互作用的精准调控开辟了新的技术路径。
Fields of Study & Subjects
2D Materials and Applications
Graphene research and applications
Transition Metal Oxide Nanomaterials
Publication details
- Journal / source
- Acta Physica Sinica
- Volume
- 75
- Issue
- 8
- Publication date
- 1 January 2026