美專家鐳射鈍化二硫化鉬缺陷 改善光電器件效率

據外媒報導，美國海軍研究實驗室（NRL）科學團隊發現了一種鈍化下一代光學材料中的缺陷以改善光學品質並使發光二極體和其他光學元件小型化的新方法。

該研究的主要作者SaujanSivaram博士稱，從化學角度來看，我們發現了一種利用鐳射和水分子的新型光催化反應這讓令人興奮， 從總體的角度來看，這項工作可以將高品質光學活性及原子級薄的材料集成到各種應用中，如電子，電催化劑，記憶體和量子計算應用。

NRL開發的這種多功能鐳射加工技術，可顯著改善單層二硫化鉬（MoS2）的光學性質，這是一種具有高空間解析度的直接間隙半導體。他們的工藝使用雷射光束“書寫”的區域的材料光學發射效率提高了100倍。

據Sivaram介紹，原子級薄的過渡金屬二硫化物（TMD），如MoS2是柔性器件，由於其高光學吸收和直接帶隙，因而它將成為太陽能電池和光電感測器的有前景的元件。這些半導體材料在重量和柔韌性非常高的應用中特別有好處的，但它們的光學特性通常是高度可變和不均勻的，因此改善和控制這些TMD材料的光學特性以實現可靠的高效器件是至關重要的。缺陷往往對這些單層半導體發光的能力有害，這些缺陷起到非輻射陷阱狀態的作用產生熱而不是光，因此去除或鈍化這些缺陷是邁向高效光電器件的重要一步。

在傳統的LED中，大約90%的器件是散熱器以改善冷卻。減少的缺陷使較小的設備能夠消耗更少的功率，從而使分散式感測器和低功率電子設備的使用壽命更長。

研究人員證明，水分子僅在暴露于能量高於TMD帶隙的鐳射時才能使MoS2鈍化。結果是光致發光增加而沒有光譜偏移。與未顯示出較弱發射的未處理區域相比，處理區域保持強烈的光發射。這表明鐳射驅動環境氣體分子和MoS2之間的化學反應。

資深科學家兼首席研究員BerendJonker博士說：“這是一項了不起的成就，這項研究的結果為使用TMD材料鋪平了道路，這些材料對光電器件的成功至關重要，並且與國防部的使命相關。”

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