钒掺杂MoS₂单层

室温铁磁+双极导电

通过液相前驱体辅助CVD实现钒原子替代掺杂，首次在MoS₂单层中同时获得室温铁磁性和p型导电性

Li, You · 万逸 · Yuhai, Lin · 胡婷 · Liu, Mingyan · Zhao, Yibin · Yunwei, Yang · Wei, Changting · 理方 · 黄呈熙 · 吴芳 · 李晓明 · 宋秀峰 · Kan, Eerjun

Nano Research 2025

具体参数

n型转p型掺杂浓度

{'zh': '6.8', 'en': '6.8'} %

技术优势

室温有磁性

钒掺杂引入的局域磁矩在室温下仍能保持有序排列，使非磁性的MoS₂单层在常温环境中成为二维磁性材料。

掺杂浓度调导电类型

通过控制钒的替代比例，可以在~6.8%浓度附近将MoS₂从天然n型切换为p型，实现单一半导体材料的双极输运。

合成方法可复现

采用液相前驱体辅助CVD方法，避免了传统固体源蒸发的不均匀性和难控性，可以在标准实验室条件下稳定制备高质量掺杂单层。

应用场景

• 二维磁性材料：用单层MoS₂获得室温磁性，绕开传统二维磁体居里温度低的问题。
• 磁性半导体：在磁性半导体中同时调控电导类型和磁序，为自旋场效应管提供材料。
• 存内计算器件：兼具逻辑存储双功能的二维磁半导体，适合构建非冯存算一体单元。
• 低功耗自旋电子学：p型磁性MoS₂可构建全二维自旋阀，降低自旋注入功耗。