Doping against the native propensity of MoS2: Degenerate hole doping by cation substitution

Nano Letters

Volumn 14, Issue 12, 2014, Pages 6976-6982

  Suh, Joonki ^a   Park, Tae Eon ^b   Lin, Der Yuh ^c   Fu, Deyi ^a   Park, Joonsuk ^d   Jung, Hee Joon ^e   Chen, Yabin ^a   Ko, Changhyun ^a   Jang, Chaun ^b   Sun, Yinghui ^f   Sinclair, Robert ^d   Chang, Joonyeon ^b   Tongay, Sefaattin ^a   Wu, Junqiao ^a,f  

^a Lawrence Berkeley National Laboratory   (United States)

^b Korea Institute of Science and Technology   (South Korea)

^c NATIONAL CHANGHUA UNIVERSITY OF EDUCATION   (Taiwan)

^d Stanford University   (United States)

^e PACIFIC NORTHWEST NATIONAL LABORATORY   (United States)

^f LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

molybdenum disulfide; p type MoS2; p n junction; substitutional doping; transition metal dichalcogenides

Indexed keywords

ELECTRIC RECTIFIERS; MAGNETOELECTRONICS; METAL DRAWING; MICROELECTRONICS; MOLYBDENUM; POSITIVE IONS; SEMICONDUCTOR JUNCTIONS; TRANSITION METALS; VAN DER WAALS FORCES;

CATION SUBSTITUTIONS; CURRENT RECTIFICATIONS; DICHALCOGENIDES; LAYERED TRANSITION METAL DICHALCOGENIDES; MOLYBDENUM DISULFIDE; P-N JUNCTION; P-TYPE; SEMICONDUCTING MATERIALS;

MOLYBDENUM COMPOUNDS;

EID: 84916608164     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl503251h     Document Type: Article

References (50)

1. Radisavljevic, B.; Radenovic, A.; Brivio, J.; Giacometti, V.; Kis, A. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 147-150
2. Kim, S.; Konar, A.; Hwang, W.-S.; Lee, J. H.; Lee, J.; Yang, J.; Jung, C.; Kim, H.; Yoo, J.-B.; Choi, J.-Y.; Jin, Y. W.; Lee, S. Y.; Jena, D.; Choi, W.; Kim, K. Nat. Commun. 2012, 3, 1011
3. Radisavljevic, B.; Whitwick, M. B.; Kis, A. ACS Nano 2011, 5, 9934-9938
4. Wang, H.; Yu, L.; Lee, Y.-H.; Shi, Y.; Hsu, A.; Chin, M. L.; Li, L.-J.; Dubey, M.; Kong, J.; Palacios, T. Nano Lett. 2012, 12, 4674-4680
5. Pospischil, A.; Furchi, M. M.; Mueller, T. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 257-261
6. Baugher, B. W. H.; Churchill, H. O. H.; Yang, Y.; Jarillo-Herrero, P. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 262-267
7. Ross, J. S.; Klement, P.; Jones, A. M.; Ghimire, N. J.; Yan, J.; Mandrus, D. G.; Taniguchi, T.; Watanabe, K.; Kitamura, K.; Yao, Y.; Cobden, D. H.; Xu, X. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 268-272
8. Walukiewicz, W. Physica B 2001, 302-303, 123-134
9. Kang, J.; Tongay, S.; Zhou, J.; Li, J.; Wu, J. Appl. Phys. Lett. 2013, 102, 012111
10. Zhang, Y. J.; Ye, J. T.; Yomogida, Y.; Takenobu, T.; Iwasa, Y. Nano Lett. 2013, 13, 3023-3028
11. Chuang, S.; Battaglia, C.; Azcatl, A.; McDonnell, S.; Kang, J. S.; Yin, X.; Tosun, M.; Kapadia, R.; Fang, H.; Wallace, R. M.; Javey, A. Nano Lett. 2014, 14, 1337-1342
12. Fontana, M.; Deppe, T.; Boyd, A. K.; Rinzan, M.; Liu, A. Y.; Paranjape, M.; Barbara, P. Sci. Rep. 2013, 3, 1634
13. Mouri, S.; Miyauchi, Y.; Matsuda, K. Nano Lett. 2013, 13, 5944-5948
14. Lin, J. D.; Han, C.; Wang, F.; Wang, R.; Xiang, D.; Qin, S.; Zhang, X.-A.; Wang, L.; Zhang, H.; Wee, A. T. S.; Chen, W. ACS Nano 2014, 8, 5323-5329
15. Tongay, S.; Zhou, J.; Ataca, C.; Liu, J.; Kang, J. S.; Matthews, T. S.; You, L.; Li, J.; Grossman, J. C.; Wu, J. Nano Lett. 2013, 13, 2831-2836
16. Lee, C.-H.; Lee, G.-H.; Van der Zande, A. M.; Chen, W.; Li, Y.; Han, M.; Cui, X.; Arefe, G.; Nuckolls, C.; Heinz, T. F.; Guo, J.; Hone, J.; Kim, P. Nat. Nanotech. 2014, advanced online publication (DOI: 10.1038/nnano.2014.150).
17. Fang, H.; Battaglia, C.; Carraro, C.; Nemsak, S.; Ozdol, B.; Kang, J. S.; Bechtel, H. A.; Desai, S. B.; Kronast, F.; Unal, A. A.; Conti, G.; Conlon, C.; Palsson, G. K.; Martin, M. C.; Minor, A. M.; Fadley, C. S.; Yablonovitch, E.; Maboudian, R.; Javey, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2014, 111, 6198-6202
18. Borys, N. J.; Walter, M. J.; Huang, J.; Talapin, D. V.; Lupton, J. M. Science 2010, 330, 1371-1374
19. Seidel, W.; Titkov, A.; André, J. P.; Voisin, P.; Voos, M. Phys. Rev. Lett. 1994, 73, 2356-2359
20. Mak, K. F.; He, K. L.; Lee, C.; Lee, G. H.; Hone, J.; Heinz, T. F.; Shan, J. Nat. Mater. 2013, 12, 207-211
21. Qiu, H.; Xu, T.; Wang, Z.; Ren, W.; Nan, H.; Ni, Z.; Chen, Q.; Yuan, S.; Miao, F.; Song, F.; Long, G.; Shi, Y.; Sun, L.; Wang, J.; Wang, X. Nat. Commun. 2013, 4, 2642
22. Tongay, S.; Suh, J.; Ataca, C.; Fan, W.; Luce, A.; Kang, J. S.; Liu, J.; Ko, C.; Raghunathanan, R.; Zhou, J.; Ogletree, F.; Li, J.; Grossman, J. C.; Wu, J. Sci. Rep. 2013, 3, 2657
23. Mak, K. F.; He, K.; Shan, J.; Heinz, T. F. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 494-498
24. Suzuki, R.; Sakano, M.; Zhang, Y. J.; Akashi, R.; Morikawa, D.; Harasawa, A.; Yaji, K.; Kuroda, K.; Miyamoto, K.; Okuda, T.; Ishizaka, K.; Arita, R.; Iwasa, Y. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 611-617
25. Dolui, K.; Rungger, I.; Pemmaraju, C. D.; Sanvito, S. Phys. Rev. B 2013, 88, 075420
26. Wilson, J. A.; Yoffe, A. D. Adv. Phys. 1969, 18, 193-335
27. Ivanovskaya, V. V.; Zobelli, A.; Gloter, A.; Brun, N.; Serin, V.; Colliex, C. Phys. Rev. B 2008, 78, 134104
28. Deepak, F. L.; Cohen, H.; Cohen, S.; Feldman, Y.; Popovitz-Biro, R.; Azulay, D.; Millo, O.; Tenne, R. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 12549-12562
29. Laskar, M. R.; Nath, D. N.; Ma, L.; Lee, E. W., II; Lee, C. H.; Kent, T.; Yang, Z.; Mishra, R.; Roldan, M. A.; Idrobo, J.-C.; Pantelides, S. T.; Pennycook, S. J.; Myers, R. C.; Wu, Y.; Rajan, S. Appl. Phys. Lett. 2014, 104, 092104
30. Tongay, S.; Sahin, H.; Ko, C.; Luce, A.; Fan, W.; Liu, K.; Zhou, J.; Huang, Y.-S.; Ho, C.-H.; Yan, J.; Ogletree, D. F.; Aloni, S.; Ji, J.; Li, S.; Li, J.; Peeters, F. M.; Wu, J. Nat. Commun. 2014, 5, 3252
31. Tongay, S.; Narang, D. S.; Kang, J.; Fan, W.; Ko, C.; Luce, A. V.; Wang, K. X.; Suh, J.; Patel, K. D.; Pathak, V. M.; Li, J.; Wu, J. Appl. Phys. Lett. 2014, 104, 012101
32. Lee, Y.-H.; Zhang, X.-Q.; Zhang, W.; Chang, M.-T.; Lin, C.-T.; Chang, K.-D.; Yu, Y.-C.; Wang, J. T.-W.; Chang, C.-S.; Li, L.-J.; Lin, T.-W. Adv. Mater. 2012, 24, 2320-2325
33. McDonnell, S.; Addou, R.; Buie, C.; Wallace, R. M.; Hinkle, C. L. ACS Nano 2014, 8, 2880-2888
34. Kam, K. K.; Parkinson, B. A. J. Phys. Chem. 1982, 86, 463-467
35. Lin, Y.-C.; Dumcenco, D. O.; Komsa, H.-P.; Niimi, Y.; Krasheninnikov, A. V.; Huang, Y.-S.; Suenaga, K. Adv. Mater. 2014, 26, 2857-2861
36. Remskar, M.; Skraba, Z.; Stadelmann, P.; Levy, F. Adv. Mater. 2000, 12, 814-818
37. Levander, A. X.; Yu, K. M.; Novikov, S. V.; Liliental-Weber, Z.; Foxon, C. T.; Dubon, O. D.; Wu, J.; Walukiewicz, W. J. Appl. Phys. 2013, 113, 243505
38. Metha, A.; Nelson, E. J.; Webb, S. M.; Holt, J. K. Adv. Mater. 2009, 21, 102-106
39. Joensen, P.; Crozier, E. D.; Alberding, N.; Frindt, R. F. J. Phys. C: Solid State Phys. 1987, 20, 4043-4053
40. Baca, A. G.; Ren, F.; Zolper, J. C.; Briggs, R. D.; Pearton, S. J. Thin Solid Films 1997, 308-309, 599-606
41. Park, T.-E.; Min, B.-C.; Kim, I.; Yang, J.-E.; Jo, M.-H.; Chang, J.; Choi, H.-J. Nano Lett. 2011, 11, 4730-4735
42. Pradhan, N. R.; Rhodes, D.; Xin, Y.; Memaran, S.; Bhaskaran, L.; Siddiq, M.; Hill, S.; Ajayan, P. M.; Balicas, L. ACS Nano 2014, 10.1021/nn501693d
43. Bauer, G.; Kahlert, H. Phys. Rev. B 1972, 5, 566-579
44. Kiriya, D.; Tosun, M.; Zhao, P.; Kang, J. S.; Javey, A. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 7853-7856
45. Tongay, S.; Fan, W.; Kang, J.; Park, J.; Koldemir, U.; Suh, J.; Narang, D. S.; Liu, K.; Ji, J.; Li, J.; Sinclair, R.; Wu, J. Nano Lett. 2014, 14, 3185-3190
46. Yu, W. J.; Liu, Y.; Zhou, H.; Yin, A.; Li, Z.; Huang, Y.; Duan, X. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 952-958
47. Fang, H.; Tosun, M.; Seol, G.; Chang, T. C.; Takei, K.; Guo, J.; Javey, A. Nano Lett. 2013, 13, 1991-1995
48. Fang, H.; Chuang, S.; Chang, T. C.; Takei, K.; Takahashi, T.; Javey, A. Nano Lett. 2012, 12, 3788-3792
49. Liu, H.; Liu, Y.; Zhu, D. J. Mater. Chem. 2011, 21, 3335-3345
50. Qu, L.; Liu, Y.; Baek, J.-B.; Dai, L. ACS Nano 2010, 4, 1321-1326