Le dopage substitutionnel à partir d'éléments étrangers s'impose comme une méthode privilégiée pour adapter avec précision la structure de la bande électronique, le type de conduction et la concentration de porteurs de matériaux vierges. Dans le domaine du silicium monocristallin tridimensionnel (3D), par exemple, l’introduction d’atomes de bore (B) et d’azote (N) comme dopants accepteurs et donneurs, respectivement, s’est avérée très efficace pour améliorer la mobilité des porteurs. Cette amélioration positionne le silicium pour des applications avancées dans les circuits intégrés.
S'étendant au domaine des semi-conducteurs bidimensionnels (2D), le bisulfure de molybdène (MoS2 ) recèle un immense potentiel pour les futurs dispositifs optoélectroniques. Cependant, les stratégies de dopage contrôlables pour les matériaux 2D et leurs applications potentielles nécessitent une exploration plus approfondie. En tant que nouvelle frontière dans la science des matériaux, la recherche de méthodologies de dopage optimales dans les matériaux 2D continue de se développer, ouvrant la voie à des progrès sans précédent dans le domaine de l'optoélectronique.
Les chercheurs dirigés par Anlian Pan, Dong Li et Shengman Li de l'Université du Hunan, en Chine, se consacrent à la synthèse de semi-conducteurs 2D de grande surface, de haute qualité et à faible densité de défauts. Leurs recherches visent à découvrir les propriétés photoélectriques de ces matériaux et à explorer leur potentiel dans les futures applications de dispositifs.
S'appuyant sur les bases de la préparation de MoS2 pur à haute mobilité , les chercheurs se sont plongés dans le domaine du dopage substitutionnel étranger, en introduisant des atomes de vanadium (V). Leur approche visait à affiner les caractéristiques de transfert du MoS2 en faisant varier la concentration de dopage V. Notamment, leurs enquêtes ont révélé que du MoS2 dopé au V les monocouches avec de faibles concentrations de dopage présentaient une émission améliorée d'excitons B, ce qui est prometteur pour les applications dans les photodétecteurs à large bande.
L'ouvrage, intitulé "Croissance de vapeur de MoS2 dopé au V monocouches avec émission améliorée d'exciton B et réponse spectrale large", a été publié dans Frontiers of Optoelectronics le 7 décembre 2023. Cette recherche apporte des informations précieuses sur le paysage évolutif des semi-conducteurs bidimensionnels et leur impact potentiel sur les technologies optoélectroniques.
Plus d'informations : Biyuan Zheng et al, Croissance en vapeur de MoS2 dopé au V monocouches avec émission améliorée d'exciton B et réponse spectrale large, Frontiers of Optoelectronics (2023). DOI :10.1007/s12200-023-00097-w
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