Dimensionality-Induced Transition from Degenerate to Nondegenerate States in Nb-Doped WSe2

维数之咒 兴奋剂 简并能级 凝聚态物理 材料科学 化学物理 过渡金属 纳米技术 过渡(遗传学) 物理 化学 量子力学 计算机科学 催化作用 机器学习 基因 生物化学
作者
Kaito Kanahashi,I. Tanaka,Tomonori Nishimura,Kohei Aso,Anh Khoa Augustin Lu,Shigekazu Morito,Limi Chen,Takafumi Kakeya,Satoshi Watanabe,Yoshifumi Oshima,Yukiko Yamada‐Takamura,Keiji Ueno,Amin Azizi,Kosuke Nagashio
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c17660
摘要

Substitutional doping in transition-metal dichalcogenides (TMDCs) is a pivotal strategy for tuning their electronic and optical properties, enabling their integration into next-generation electronic and optoelectronic devices. This study examines the critical doping levels at which doped TMDCs transition from nondegenerate to degenerate semiconductors, comparing three-dimensional (3D) bulk TMDCs with their two-dimensional (2D) counterparts. Through systematic characterization of Nb-doped WSe2, we demonstrate that, although high Nb-doped WSe2 bulk samples (Nb density: 3.9 × 1020 cm–3, 2.3% doping level) exhibit degenerate transport behavior, ambipolar behavior emerges at the monolayer limit. This observation highlights a significant increase in the critical doping level upon transitioning from 3D to 2D systems. To elucidate these phenomena, we develop a semiempirical model that incorporates the enhanced dopant ions' activation energy due to the quantum confinement effect and the modification of the dielectric environment surrounding 2D systems, revealing mechanisms underlying these dimensionality-induced differences. This understanding facilitates the design of doping strategies for high-performance electronic and optoelectronic devices.
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
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
holmes完成签到 ,获得积分10
刚刚
Lucas应助wyd采纳,获得10
1秒前
包容的剑发布了新的文献求助10
2秒前
想吃桔子完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
顾矜应助小蒋采纳,获得10
3秒前
汉堡包应助毛毛采纳,获得10
3秒前
superZ完成签到 ,获得积分10
4秒前
鲤鱼完成签到 ,获得积分10
4秒前
渝州人应助中中采纳,获得10
5秒前
鳕鱼完成签到 ,获得积分10
5秒前
科研通AI5应助老乔采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
husi完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
明理的慕蕊完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
打打应助BFQQQQ采纳,获得10
6秒前
CyrusSo524应助小蜜罐采纳,获得10
7秒前
小马甲应助swordlee采纳,获得30
8秒前
科研通AI5应助moyu采纳,获得10
8秒前
蒋蒋蒋发布了新的文献求助30
9秒前
大模型应助没有昵称采纳,获得10
9秒前
西部森林完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
123完成签到 ,获得积分10
10秒前
12秒前
12秒前
Rita发布了新的文献求助10
12秒前
我我完成签到 ,获得积分10
13秒前
小田发布了新的文献求助10
15秒前
健忘泽洋发布了新的文献求助10
16秒前
BFQQQQ发布了新的文献求助10
17秒前
没有昵称完成签到,获得积分10
17秒前
19秒前
BEYOND啊完成签到 ,获得积分10
20秒前
嘀嘀嘀发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
科研通AI5应助ShellyHan采纳,获得10
21秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Mechanistic Modeling of Gas-Liquid Two-Phase Flow in Pipes 2500
Structural Load Modelling and Combination for Performance and Safety Evaluation 800
Conference Record, IAS Annual Meeting 1977 610
Interest Rate Modeling. Volume 3: Products and Risk Management 600
Interest Rate Modeling. Volume 2: Term Structure Models 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3555360
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3130973
关于积分的说明 9389383
捐赠科研通 2830472
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1556047
邀请新用户注册赠送积分活动 726376
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 715738