Transition-Metal Substitution Doping in Synthetic Atomically Thin Semiconductors

Advanced Materials

Volumn 28, Issue 44, 2016, Pages 9735-9743

  Gao, Jian ^a   Kim, Young Duck ^b   Liang, Liangbo ^c,d   Idrobo, Juan Carlos ^d   Chow, Phil ^a   Tan, Jiawei ^a   Li, Baichang ^a   Li, Lu ^a   Sumpter, Bobby G ^d   Lu, Toh Ming ^c   Meunier, Vincent ^c   Hone, James ^b   Koratkar, Nikhil ^a  

^a RENSSELAER POLYTECHNIC INSTITUTE   (United States)

^b Columbia University ^*  (United States)

^c Rensselaer Polytechnic Institute   (United States)

^d OAK RIDGE NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

band structure; chemical vapor deposition; electronic properties; monolayer transition metal dichalcogenides; transition metal doping

Indexed keywords

BAND STRUCTURE; CALCULATIONS; CHEMICAL VAPOR DEPOSITION; CRYSTAL ATOMIC STRUCTURE; CRYSTAL IMPURITIES; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRONIC PROPERTIES; ELECTRONIC STRUCTURE; HIGH RESOLUTION TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; LAYERED SEMICONDUCTORS; MOLYBDENUM COMPOUNDS; MONOLAYERS; NIOBIUM; SAPPHIRE; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY; SEMICONDUCTOR DOPING; TUNGSTEN COMPOUNDS;

ABERRATION-CORRECTED SCANNING TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPIES; CHEMICAL VAPOR DEPOSITED; DIRECT-GAP SEMICONDUCTOR; FIRST-PRINCIPLES CALCULATION; TRANSITION METAL ATOMS; TRANSITION METAL DICHALCOGENIDES; TRANSITION METAL DOPING; TRANSITION-METAL SUBSTITUTION;

NIOBIUM METALLOGRAPHY;

EID: 84988442712     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201601104     Document Type: Article

References (50)

1. A. Splendiani, L. Sun, Y. Zhang, T. Li, J. Kim, C. Chim, G. Galli, F. Wang, Nano Lett. 2010, 10, 1271.
2. P. K. Chow, E. Singh, B. C. Viana, J. Gao, J. Luo, J. Li, Z. Lin, A. L. Elías, Y. Shi, Z. Wang, M. Terrones, N. Koratkar, ACS Nano 2015, 9, 3023.
3. B. R. Zhu, X. Chen, X. D. Cui, Sci. Rep. 2015, 5, 9218.
4. A. Chernikov, T. Berkelbach, H. Hill, A. Rigosi, Y. Li, O. Aslan, D. Reichman, M. Hybertsen, T. F. Heinz, Phys. Rev. Lett. 2014, 113, 076802.
5. X. Duan, C. Wang, J. Shaw, R. Cheng, Y. Chen, H. Li, X. Wu, Y. Tang, Q. Zhang, A. Pan, J. Jiang, R. Yu, Y. Huang, X. Duan, Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 1024.
6. D. Ovchinnikov, A. Allain, Y.-S. Huang, D. Dumcenco, A. Kis, ACS Nano 2014, 8, 8174.
7. T. Georgiou, R. Jalil, B. Belle, L. Britnell, R. V. Gorbachev, S. V. Morozov, Y.-J. Kim, A. Gholinia, S. Haigh, O. Makarovsky, L. Eaves, L. Ponomarenko, A. K. Geim, K. S. Novoselov, A. Mishchenko, Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 100.
8. K. F. Mak, K. L. He, J. Shan, T. F. Heinz, Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 494.
9. A. Chernikov, C. Ruppert, H. Hill, A. Rigosi, T. F. Heinz, Nat. Photonics 2015, 9, 466.
10. M. M. Ugeda, A. Bradley, S. Shi, F. H. da Jornada, Y. Zhang, D. Y. Qiu, W. Ruan, S. K. Mo, Z. Hussain, Z. X. Shen, F. Wang, S. G. Louie, M. F. Crommie, Nat. Mater. 2013, 13, 1091.
11. J. Gao, B. Li, J. Tan, P. Chow, T-M. Lu, N. Koratkar, ACS Nano 2016, 10, 2628.
12. K. F. Mak, K. L. He, C. Lee, G. H. Lee, J. Hone, T. F. Heinz, J. Shan, Nat. Mater. 2013, 12, 207.
13. J. S. Ross, S. F. Wu, H. Y. Yu, N. Ghimire, A. M. Jones, G. Aivazian, J. Q. Yan, D. G. Mandrus, D. Xiao, W. Yao, X. D. Xu, Nat. Commun. 2013, 4, 1474.
14. S. Mouri, Y. Miyauchi, K. Matsuda, Nano Lett. 2013, 13, 5944.
15. A. A. Mitioglu, P. Plochocka, J. N. Jadczak, W. Escoffier, G. L. J. A. Rikken, L. Kulyuk, D. K. Maude, Phys. Rev. B 2013, 88, 245403.
16. J. Z. Shang, X. N. Shen, C. X. Cong, N. Peimyoo, B. C. Cao, M. Eginligil, T. Yu, ACS Nano 2015, 9, 647.
17. C. H. Lui, A. J. Frenzel, D. V. Pilon, Y. H. Lee, X. Ling, G. M. Akselrod, J. Kong, N. Gedik, Phys. Rev. Lett. 2014, 113, 166801.
18. P. K. Chow, R. B. Jacobs-Gedrim, J. Gao, T.-M. Lu, B. Yu, H. Terrones, N. Koratkar, ACS Nano 2015, 9, 1520.
19. H. P. Komsa, S. Kurasch, O. Lehtinen, U. Kaiser, A. V. Krasheninnikov, Phys. Rev. B 2013, 88, 035301.
20. X. Cui, G. H. Lee, Y. D. Kim, G. Arefe, P. Y. Huang, C. H. Lee, D. Chenet, X. Zhang, L. Wang, F. Ye, F. Pizzocchero, B. S. Jessen, K. Watanabe, T. Taniguchi, D. A. Muller, T. Low, P. Kim, J. Hone, Nat. Nanotechnol. 2015, 10, 534.
21. Y. M. Shi, J. K. Huang, L. M. Jin, Y. T. Hsu, S. F. Yu, L. J. Li, H. Y. Yang, Sci. Rep. 2013, 3, 1839.
22. D. Sarkar, X. J. Xie, J. H. Kang, H. J. Zhang, W. Liu, J. Navarrete, M. Moskovits, K. Banerjee, Nano Lett. 2015, 15, 2852.
23. L. M. Yang, K. Majumdar, H. Liu, Y. Du, H. Wu, M. Hatzistergos, P. Y. Hung, R. Tieckelmann, W. Tsai, C. Hobbs, P. D. Ye, Nano Lett. 2014, 14, 6275.
24. H. J. Chuang, X. Tan, N. Ghimire, M. M. Perera, B. Chamlagain, M. M. C. Cheng, J. Q. Yan, D. Mandrus, D. Tomanek, Z. X. Zhou, Nano Lett. 2014, 14, 3594.
25. G. E. McGuire, G. K. Schweitzer, T. A. Carlson, Inorg. Chem. 1973, 12, 2450.
26. M. M. Furchi, A. Pospischil, F. Libisch, J. Burgdorfer, T. Mueller, Nano Lett. 2014, 14, 4785.
27. C. H. Lee, G.-H. Lee, A. M. van der Zande, W. Chen, Y. Li, M. Han, X. Cui, G. Arefe, C. Nuckolls, T. F. Heinz, J. Guo, J. Hone, P. Kim, Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 676.
28. J. S. Ross, P. Klement, A. M. Jones, N. J. Ghimire, J. Q. Yan, D. G. Mandrus, T. Taniguchi, K. Watanabe, K. Kitamura, W. Yao, D. H. Cobden, X. D. Xu, Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 268.
29. Y. J. Gong, Z. Liu, A. R. Lupini, G. Shi, J. H. Lin, S. Najmaei, Z. Lin, A. L. Elias, A. Berkdemir, G. You, H. Terrones, M. Terrones, R. Vajtai, S. T. Pantelides, S. J. Pennycook, J. Lou, W. Zhou, P. M. Ajayan, Nano Lett. 2014, 14, 442.
30. Q. Ma, M. Isarraraz, C. S. Wang, E. Preciado, V. Klee, S. Bobek, K. Yamaguchi, E. Li, P. M. Odenthal, A. Nguyen, D. Barroso, D. Z. Sun, G. V. Palacio, M. Gomez, A. Nguyen, D. Le, G. Pawin, J. Mann, T. F. Heinz, T. S. Rahman, L. Bartels, ACS Nano 2014, 8, 4672.
31. J. Suh, T. E. Park, D. Y. Lin, D. Fu, J. Park, H. Jung, Y. Chen, C. Ko, C. Jang, Y. Sun, R. Sinclair, J. Chang, S. Tongay, J. Q. Wu, Nano Lett. 2014, 14, 6976.
32. Y. C. Lin, D. O. Dumcenco, H. P. Komsa, Y. Niimi, A. V. Krasheninnikov, Y. S. Huang, K. Suenaga, Adv. Mater. 2014, 26, 2857.
33. K. Zhang, S. M. Feng, J. Wang, A. Azcatl, N. Lu, R. Addou, N. Wang, C. J. Zhou, J. Lerach, V. Bojan, M. J. Kim, L. Q. Chen, R. M. Wallace, M. Terrones, J. Zhu, J. A. Robinson, Nano Lett. 2015, 15, 6586.
34. K. Dolui, I. Rungger, C. Das Pemmaraju, S. Sanvito, Phys. Rev. B 2013, 88, 075420.
35. A. Ramasubramaniam, D. Naveh, Phys. Rev. B 2013, 87, 195201.
36. V. V. Ivanovskaya, A. Zobelli, A. Gloter, N. Brun, V. Serin, C. Colliex, Phys. Rev. B 2008, 78, 134104.
37. J. H. Hong, Z. X. Hu, M. Probert, K. Li, D. H. Lv, X. N. Yang, L. Gu, N. Mao, Q. L. Feng, L. M. Xie, J. Zhang, D. Z. Wu, Z. Y. Zhang, C. Jin, W. Ji, X. X. Zhang, J. Yuan, Z. Zhang, Nat. Commun. 2015, 6, 6293.
38. P. D. Nellist, S. J. Pennycook, Ultramicroscopy 1999, 78, 111.
39. M. C. Biesinger, L. Lau, A. R. Gerson, R. S. C. Smart, Appl. Surf. Sci. 2010, 257, 887.
40. T. Fujita, Y. Ito, Y. Tan, H. Yamaguchi, D. Hojo, A. Hirata, D. Voiry, M. Chhowalla, M. W. Chen, Nanoscale 2014, 6, 12458.
41. A. M. van der Zande, P. Y. Huang, D. A. Chenet, T. C. Berkelbach, Y. You, G. H. Lee, T. F. Heinz, D. R. Reichman, D. A. Muller, J. Hone, Nat. Mater. 2013, 12, 554.
42. J. Gao, L. Li, J. Tan, H. Sun, B. Li, J. C. Idrobo, C. V. Singh, T.-M. Lu, N. Koratkar, Nano Lett. 2016, 16, 3780.
43. Y. H. Lee, X. Q. Zhang, W. J. Zhang, M. T. Chang, C. T. Lin, K. D. Chang, Y. C. Yu, J. T. W. Wang, C. S. Chang, L. J. Li, T. W. Lin, Adv. Mater. 2012, 24, 2320.
44. K. Kaasbjerg, K. S. Thygesen, K. W. Jacobsen, Phys. Rev. B 2012, 85, 115317.
45. B. W. H. Baugher, H. O. H. Churchill, Y. F. Yang, P. Jarillo-Herrero, Nano Lett. 2013, 13, 4212.
46. O. L. Krivanek, G. J. Corbin, N. Dellby, B. F. Elston, R. J. Keyse, M. F. Murfitt, C. S. Own, Z. S. Szilagyi, J. W. Woodruff, Ultramicroscopy 2008, 108, 179.
47. S. X. Huang, X. Ling, L. B. Liang, J. Kong, H. Terrones, V. Meunier, M. S. Dresselhaus, Nano Lett. 2014, 14, 5500.
48. A. A. Puretzky, L. B. Liang, X. F. Li, K. Xiao, K. Wang, M. Mahjouri-Samani, L. Basile, J. C. Idrobo, B. G. Sumpter, V. Meunier, D. B. Geohegan, ACS Nano 2015, 9, 6333.
49. L. B. Liang, V. Meunier, Nanoscale 2014, 6, 5394.
50. H. J. Monkhorst, J. D. Pack, Phys. Rev. B 1976, 13, 5188.