Publication detail

Anomalous electrical conductivity change in MoS2 during the transition from the amorphous to crystalline phase

Year: 2023

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Ceramics International

Publisher name: Elsevier Science

Place: Oxford

Page from-to: 2619-2625

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Anomální změna elektrické vodivosti MoS2 při přechodu z amorfní do krystalické fáze	Dichalkogenidy přechodných kovů vykazují jedinečné vlastnosti, které je činí zajímavými pro základní studie a pro aplikace v mnoha zařízeních. Zde uvádíme anomální elektrické chování v MoS2 během fázového přechodu z amorfního do krystalického stavu. Zatímco krystalizace obvykle vede ke zvýšení vodivosti, u MoS2 je tomu naopak. Amorfní MoS2 vykazuje plošný odpor 3,2 × 103 Ω□ s hodnotou téměř konstantní do 200 ◦C, vzorky MoS2 žíhané nad 200 ◦C vykazují neočekávaný dvoustupňový nárůst plošného odporu. První náhlý nárůst nastává po žíhání při teplotách mezi 300 a 400 ◦C, zatímco druhý nárůst nastává po zahřátí na 700 ◦C s typickými hodnotami odporu plechu 1,2 × 105 a 8 × 106 Ω□ po zahřátí na 500 ◦C a 900 ◦ C, v tomto pořadí. Pomocí kombinace rentgenové fotoelektronové spektroskopie a studií rentgenové difrakce a ab-initio modelování tvrdíme, že velká elektrická vodivost pozorovaná u amorfního MoS2 je spojena s existencí velkého počtu Mo– Mo homopolární vazby, které překračují práh perkolace. Dramatický nárůst měrného odporu v prvním kroku je doprovázen tvorbou vazeb Mo–S díky disociaci homopolárních vazeb Mo–Mo a další zvýšení měrného odporu při teplotách žíhání nad 700 ◦C lze přičíst tvorbě hranic zrn při krystalizaci MoS2 do 2H vrstevnaté struktury.	elektrická vodivost; MoS2; struktura; krystalizace; vrstevnaté polovodiče; dichalkogenidy
eng	Anomalous electrical conductivity change in MoS2 during the transition from the amorphous to crystalline phase	Transition metal dichalcogenides exhibit unique properties, which make them interesting for fundamental studies and for applications in many devices. Here, we report on the anomalous electrical behavior during the amorphous-to-crystal phase transition of MoS2. While crystallization typically results in an increase in conductivity, the situation in MoS2 is opposite. Amorphous MoS2 shows a sheet resistance of 3.2 x 103 omega with the value remaining nearly constant until 200 degrees C, MoS2 samples annealed above 200 degrees C exhibit an unexpected two-step increase in sheet resistance. The first abrupt increase takes place after annealing at temperatures between 300 and 400 degrees C while the second increase occurs after heating to 700 degrees C with typical sheet resistance values of 1.2 x 105 and 8 x 106 omega after heating to 500 degrees C and 900 degrees C, respectively. Using a combination of X-ray photoelectron spectroscopy and X-ray diffraction studies and ab-initio modeling, we argue that the large electrical conductivity observed in amorphous MoS2 is associated with the existence of a large quantity of Mo-Mo homopolar bonds that exceed the percolation threshold. The dramatic increase in the sheet resistivity in the first step is accompanied by the formation of the Mo-S bonds upon the disassociation of homopolar Mo-Mo bonds for a further increase in the sheet resistance upon annealing temperatures of 700 degrees C that can be attributed to the grain boundary formation during crystallization of MoS2 into the 2H layered structure.	Electrical conductivity; MoS2; Structure; Crystallization

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links