晶格占位调控的二维半导体薄膜同族元素掺杂

本文介绍了中国科学院物理研究所SF06组在二维范德华半导体材料的研究进展，特别是关于Te超薄膜的生长和表征。研究团队通过分子束外延生长技术实现了单层和少层Te薄膜的制备，并揭示了其带隙随厚度的变化关系。最近，研究团队开发了一种在超薄Te表面特定晶格位点进行同族替位（SeTe）掺杂的可控制备方法，通过扫描隧道显微镜/谱、X射线光电子能谱和密度泛函理论计算，详细研究了掺杂后的电子性质。研究发现，Se替位原子在保持螺旋晶体结构的同时，在导带底附近引入了掺杂态，实现了对Te能带结构的连续调节，从而将载流子类型由p型转变为n型。这一掺杂机制被揭示为Se和Te不同的电负性导致表面引入电偶极矩，降低了系统的功函数。该研究为二维单元素半导体的掺杂与功函数调节提供了新的思路和方法。