Role of S-Vacancy Concentration in Air Oxidation of WS2 Single Crystals

X射线光电子能谱 空位缺陷 材料科学 化学计量学 晶体缺陷 离解(化学) 结晶学 过渡金属 自旋电子学 纳米技术 化学工程 化学物理 化学 物理化学 凝聚态物理 铁磁性 催化作用 生物化学 物理 工程类
作者
Fabio Bussolotti,Hiroyo Kawai,Thathsara D. Maddumapatabandi,Wei Fu,Khoong Hong Khoo,Kuan Eng Johnson Goh
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (12): 8706-8717 被引量:6
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c10389
摘要

Semiconducting transition metal dichalcogenides (TMDs) are a class of two-dimensional materials with potential applications in optoelectronics, spintronics, valleytronics, and quantum information processing. Understanding their stability under ambient conditions is critical for determining their in-air processability during device fabrication and for predicting their long-term device performance stability. While the effects of environmental conditions (i.e., oxygen, moisture, and light) on TMD degradation are well-acknowledged, the role of defects in driving their oxidation remains unclear. We conducted a systematic X-ray photoelectron spectroscopy study on WS2 single crystals with different surface S-vacancy concentrations formed via controlled argon sputtering. Oxidation primarily occurred at defect concentrations ≥ 10%, resulting in stoichiometric WO3 formation, while a stable surface was observed at lower concentrations. Theoretical calculations informed us that single S-vacancies do not spontaneously oxidize, while defect pairing at high vacancy concentrations facilitates O2 dissociation and subsequent oxide formation. Our XPS results also point to vacancy-related structural and electrostatic disorder as the main origin for the p-type characteristics that persists even after oxidation. Despite the complex interplay between defects and TMD oxidation processes, our work unveils scientifically informed guidance for working effectively with TMDs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
ding应助梅子酒采纳,获得10
刚刚
刚刚
daxia1999发布了新的文献求助10
刚刚
许我人间一两风完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
可乐完成签到 ,获得积分10
1秒前
童紫槐完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
雨纷飞完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
酷波er应助helinchen采纳,获得10
2秒前
打打应助高会和采纳,获得10
3秒前
新八发布了新的文献求助10
3秒前
跳跃仙人掌应助喵总采纳,获得10
3秒前
3秒前
李健的小迷弟应助lm采纳,获得10
3秒前
chen完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
雁过完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
娴娴超爱笑完成签到,获得积分10
4秒前
赘婿应助阿阿阿阿冀采纳,获得10
5秒前
1122发布了新的文献求助30
5秒前
活泼元瑶完成签到,获得积分20
5秒前
西哈哈发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
高兴的天蓝完成签到 ,获得积分20
6秒前
6秒前
6秒前
丁杰完成签到 ,获得积分10
6秒前
Phoebe Li完成签到,获得积分20
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
天天快乐应助123采纳,获得10
8秒前
8秒前
正直凛发布了新的文献求助10
9秒前
高分求助中
Evolution 10000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 600
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3156728
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2808129
关于积分的说明 7876351
捐赠科研通 2466523
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1312903
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 630304
版权声明 601919