by FLEET 信用:FLEET 为了保护单层半导体过渡金属二硫化物免于氧化，它们必须完全避光，即使短时间暴露也会引起严重的氧化，足以损坏电触点并完全破坏光学特性
由莫纳什大学领导的一项新的合作表明，在环境条件下，二硫化钨单层的氧化是由于可见光波长的吸收
这项与美国研究人员合作的新工作
海军研究实验室和马德里自治大学向在该领域工作的研究人员介绍了这些材料迄今为止未被重视的光敏特性，更重要的是，它为完全避免暴露在环境条件下的样品氧化提供了指导
“这项工作应该指导研究人员在开关磁阻调速装置制造的最佳实践，”第一作者说
Jimmy Kotsakidis
虽然已知在环境条件下会发生单层半导体过渡金属二硫化物的氧化，但其背后的机理尚不清楚
新的研究首次表明，在环境条件下氧化硫-TMD WS2需要合适波长的光:氧化可以被足够高能的光用来引起WS2中的电子跃迁——也就是说，在环境条件下观察到的氧化是光致的
研究人员假设这是通过两种可能的机制发生的，福斯特共振能量转移和光催化
由于二硫化钼的化学性质相似，人们认为在二硫化钼和同一材料家族的其他二硫化钼中也能观察到同样的效应
660纳米或以下的光波长(I
e
可见波长)被发现显著氧化WS2
相比之下，如果暴露在760纳米的光下(光子能量太少，不足以激发WS2中的电子跃迁)，或者储存在黑暗中(10个月)，或者储存在光照氮气中(7天)，样品不会氧化
“自从1955年左右开始氧化研究以来，这种重要的效应(光氧化)一直被忽视
因此，我们相信，这些新发现将对以前、现在和未来有关在环境条件下测量、储存或操作的硫代三甲基铵化合物的研究产生重大影响，”科萨吉迪斯先生说
顶部:单层二硫化钨(WS2)中三重对称、红移、明亮的晶体边缘:(a)光致发光强度图和(b)光致发光峰位置
底部:氧化后的同一晶体，显示氧化物遵循这些对称模式
信用:FLEET 原子级薄的过渡金属二元化合物，如WS2，在过去的十年中，由于其非凡的光学和电学性质，以及在未来电子和光电子器件中的可能用途，引起了人们的极大兴趣
这项新的工作让该领域的研究人员了解到这些材料迄今未被重视的光敏特性，更重要的是，它为完全避免暴露在环境条件下的样品氧化提供了指导
虽然过去的研究发现单层硫-三甲基甲烷可能需要数周时间才能明显氧化，但这项工作表明，即使在极弱光条件下，这也可能在7天内发生
合著者迈克尔·富尔尔教授说:“了解硫-TMDs在环境条件和光照下的稳定性，对于在这些条件下进行的测量和操作至关重要，对于其潜在应用的发展至关重要。”
研究人员研究了通过化学气相沉积法生长的半导体过渡金属二硫化物的单层
将样品暴露在受控量的光下，然后使用光学显微镜、激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)、光致发光光谱和原子力显微镜(原子力显微镜)进行表征
研究人员发现，暴露在环境光条件下的单层WS2由于氧化而显示出损伤，这可以用LSCM和原子力显微镜检测到，尽管由于对比度和分辨率较低，在传统的光学显微镜中并不明显
该研究观察到这种氧化不是随机的，并且与高对称性、高强度边缘和光致发光光谱图中的红移区域相关——这些区域被认为含有更高浓度的硫空位
相比之下，在黑暗中保存的样品在长达10个月的时间里没有显示出氧化迹象
研究人员随后长时间受控暴露在不同波长的极低辐射光下
低强度保证了任何损坏不是由于光的加热造成的
他们发现，暴露在光子能量足以激发WS2的光下的样品显示出氧化，而低于该阈值的光子能量不会氧化WS2
这种强烈的波长依赖性和明显缺乏辐照依赖性表明WS2的环境氧化是由光子介导的电子带跃迁，即光氧化引发的
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