據(jù)外媒報道，來自美國海軍研究實驗室（簡稱NRL）的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種新方法來鈍化下一代單層光學(xué)材料缺陷，以提高光學(xué)質(zhì)量，并實現(xiàn)單層LED和其他光學(xué)元件的小型化。

NRL的科學(xué)家開發(fā)的這種激光加工技術(shù)，可極大地改善單層二硫化鉬（MoS2）的光學(xué)性質(zhì)，而二硫化鉬也是一種具有高空間分辨率的直接間隙半導(dǎo)體；這種工藝可將激光束寫入?yún)^(qū)域的材料的光發(fā)射效率提高200倍。所產(chǎn)生的鈍化層在空氣和真空中是穩(wěn)定的。

此次研究人員之一的Saujan Sivaram表示：“從化學(xué)角度來看，我們發(fā)現(xiàn)了一種使用激光和水分子的全新光催化反應(yīng)；從一般的角度來看，這項工作可以將高質(zhì)量、具備光學(xué)活性的原子級薄材料集成到各種應(yīng)用中，如電子、電催化劑、存儲器和量子計算應(yīng)用等?！?/p>

Sivaram指出，由于其高光吸收和直接帶隙等特性，原子級薄的過渡性金屬雙硫?qū)倩衔铮═MD），如二硫化鉬（MoS2）等，對于柔性器件、太陽能電池和光電傳感器等而言用處極大。他表示：“對于那些重量和柔性等非常重要的應(yīng)用而言，這些半導(dǎo)體材料尤其具有優(yōu)勢。不幸的是，它們的光學(xué)性質(zhì)通常是極其易變和不均勻的，因此改善和控制這些TMD材料的光學(xué)性質(zhì)以實現(xiàn)可靠的高效器件變得非常重要。缺陷往往會破壞這些單層半導(dǎo)體的發(fā)光能力。這些缺陷是非輻射狀態(tài)，產(chǎn)生的是熱量而不是光，因此，去除或鈍化這些缺陷是朝著高效光電器件邁出的重要一步。”

在一個傳統(tǒng)的LED中，大約90%都是用來改善冷卻效果的散熱器。缺陷減少之后，尺寸更小的設(shè)備將消耗更少功率，從而使分布式傳感器和低功率電子設(shè)備的使用壽命更長。

通過水分子鈍化

研究人員證明，僅在暴露于能量高于TMD帶隙的激光下時，水分子才能使MoS2鈍化。產(chǎn)生的結(jié)果是光致發(fā)光增加而沒有光譜偏移。與為經(jīng)過水分子鈍化處理的區(qū)域相比，經(jīng)過處理的區(qū)域保持了強烈的光發(fā)射。這也說明了環(huán)境氣體分子和MoS2之間的化學(xué)反應(yīng)是由激光導(dǎo)致的。