Structural Instability Stimulated Heteroatoms Co‐Doping of 2D Quaternary Semiconductor for Optoelectronic Applications

材料科学 兴奋剂 杂原子 半导体 掺杂剂 光电子学 二硫化钼 纳米技术 化学物理 物理 有机化学 化学 冶金 戒指(化学)
作者
Se Yeon Park,Dong‐Bum Seo,Hyuk Soon Choi,Ju Hyeok Lee,Do Hyung Lee,Jin Kim,Saewon Kang,Soonmin Yim,Eui‐Tae Kim,Su Yeon Lee,Dae Ho Yoon,Hyun You Kim,Wooseok Song,Ki‐Seok An
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.202310178
摘要

Abstract Although the structural and electrical engineering of transition metal dichalcogenides using atomic doping or doping‐induced phase modulation can be used to attain high‐performance and wavelength‐tunable optoelectronic devices, accessible substitutional doping to overcome the large lattice mismatch between the host and guest atom‐related bonding states remains elusive. This study corroborates an innovative synthetic route for molybdenum disulfide (MoS 2 )‐derived two‐dimensional (2D) quaternary semiconductors substitutionally doped with Re and O using a solution‐based large‐area compatible approach combined with the thermal evaporation of dopants. The substitutional doping of Re into MoS 2 crystals with a large lattice mismatch is effectively accomplished by adopting structurally unstable host films, resulting in the large‐scale synthesis of 2D quaternary multi‐layers with a Re doping concentration >10%. Comprehensive spectroscopic and microscopic evaluations are performed to determine the efficacy of the host films with structural instability for the synthesis of 2D Re x Mo (1‐x) O 2y S 2(1‐y) quaternary multi‐layers. The capability of the quaternary semiconductor for versatile nanophotonic devices is validated by ascertaining the simultaneous enhancement of the photoelectrical properties with wide‐range optical absorption and photoelectrochemical properties, as compared with those of their binary counterparts.
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