我校电子科学与工程学院王欣然教授、施毅教授课题组在二硫化钼（MoS2）电学输运研究领域取得重要进展，相关研究成果于2013年10月23日发表在《自然通讯》（Nature Communication 4, 2642，2013)。
MoS2是一种二维半导体材料，具有1.8 eV直接带隙，在电子、光电器件方面有着广泛的应用前景，作为后硅时代的一种新型纳米电子材料，近年来得到了学术界和工业界的广泛关注。
在MoS2进一步走向应用化的道路上，实际器件迁移率远低于理论值一直困扰着学术界。世界的科研工作者在这一课题付出了诸多努力，但是对MoS2输运性质还没有一个较为系统和清晰的实验或者理论解释。王欣然、施毅教授课题组与东我院学合作，结合实验与理论计算，阐明了MoS2中的电子输运机制。
在这项工作中，作者利用高分辨透射电子显微镜对MoS2表面原子结构进行精细表征，结果显示大量S空位缺陷存在于材料中。S空位对MoS2能 带结构有非常显著的影响：基于密度泛函理论的第一性原理计算表明本征S空位缺陷在能隙中引入缺陷态，在低载流子浓度下，电子由Bloch波变为局域在缺陷 态附近的局域化电子，电子输运只能通过局域态之间的跃迁实现，该输运机制限制了二硫化钼的本征迁移率，这一结果得到了变温输运测试的证实。随着载流子浓度 的提高（通过场效应在MoS2体系中引入高载流子浓度），电子传输将由跃迁传输转变为扩展态传输，这一模型也解释了在二硫化钼体系中金属态、甚至超导态的发现（ Science 338, 1193, 2012）。该研究对MoS2输运领域的一个关键问题进行了较为系统地解释，揭示了MoS2中的缺陷对电子输运和器件应用的影响，并且为进一步提高二硫化钼器件性能给出了理论指导。
该项研究得到国家重大科学研究计划项目、国家科技重大专项、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、江苏省高校优势学科建设工程项目等资助。
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