Optical detection of strain and doping inhomogeneities in single layer MoS2

材料科学 拉曼光谱 光致发光 兴奋剂 范德瓦尔斯力 光电子学 开尔文探针力显微镜 化学物理 纳米技术 光学 原子力显微镜 化学 分子 物理 有机化学
作者
Antonios Michail,Nikos Delikoukos,John Parthenios,Costas Galiotis,K. Papagelis
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:108 (17) 被引量:108
标识
DOI:10.1063/1.4948357
摘要

Van der Waals single-layer materials are characterized by an inherent extremely low bending rigidity and therefore are prone to nanoscale structural modifications due to substrate interactions. Such interactions can induce excess charge concentration, conformational ripples, and residual mechanical strain. In this work, we employed spatially resolved Raman and photoluminescence (PL) images to investigate strain and doping inhomogeneities in a single layer exfoliated molybdenum disulphide crystal. We have found that correlations between the spectral parameters of the most prominent Raman bands A1′ and E′ enable us to decouple and quantify strain and charge doping effects. In comparison with Atomic Force Microscopy (AFM) topography, we show that the spatial distribution of the position of the A− -trion PL peak is strain sensitive and its linewidth can capture features smaller than the laser spot size. The presented optical analysis may have implications in the development of high-quality devices based on two-dimensional materials since structural and electronic modifications affect considerably their carrier mobility and conductivity.
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