由加州大学伯克利分校和伯克利劳伦斯国家实验室的工程师引领的研发团队日前发现一种简单的方法来修补二硫化钼薄层的缺陷。通过化学处理将材料浸入到一种名为bistriflimide（或TFSI）的有机酸中，这可以将材料的光致荧光的量子产率提高100倍。
量子产率是一个描述由材料自身产生的光比上输入能量的比率，发出的光越强，量子产率越高，材料的质量越好。研究人员对于二硫化钼的量子产率进行加强，从不到1%提升至100%。
该团队的成果于11月27日发表在科学问题上，这揭开了二硫化钼等单层材料在光电器件和高性能晶体管等实际应用的新篇章。
阿里·杰维是加州大学伯克利分校电子工程和计算机科学的教授同时也是伯克利实验室的科研人员，他表示：“传统意义上讲，材料越薄，对缺陷也越敏感。该研究首次展示了光电无缺陷的单层材料，在此之前从未听说。”
研究人员之所以用酸是因为从定义上讲，酸通常在形成氢原子的时候倾向于向其他物质“释放”质子。研究人员称，这种称为质子化的化学反应有填补缺陷处缺少的原子同时移除粘在表面杂质的效果。
论文的协同作者包括加州大学伯克利分校的博士生马丁.阿玛尼，访问博士生连德轩以及博士后大场·正昭。
他们声称科学家一直从事单层半导体研究的原因在于他们的透光率高而且可以经受褶皱，弯曲以及其他一些极限的机械变形，这使得它们有望应用于透明器件和柔性器件。
二硫化钼依靠原子层间的范德瓦耳斯力结合在一起，这是一种不同层间的强有力的原子键。材料这么薄的另一个好处在于电学高度可调。对于诸如LED显示屏等应用，这种特性允许制备的器件的单个像元可以发出宽范围的光，与以往仅仅依靠施加不同的电压来调节光的范围不同。
第一作者补充说LED的效率与光致荧光量子产率直接相关，理论上可以利用该研究中“无缺陷”的光电单层材料研发高性能的柔性LED显示屏，当并且在无电源供给时是透明的。
这种处理方式同样对晶体管有革命性的潜力。随着计算机芯片中器件的尺寸越来越小，越来越薄，缺陷在限制性能上扮演了更大的作用。杰维称：“这种新开发的无缺陷的单层材料除了允许新型的低能量开关外，还可以解决缺陷问题。”
其余协同作者包括国立台湾大学，德克萨斯大学以及美国马里兰陆军研究实验室的研究人员。
该研究受美国能源部，加州大学伯克利分校国家科学基金中心能量效率电子科学，三星以及低能源系统技术研究中心的支持。
新闻来源：http://www.dsti.net/Information/News/97340
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