[en] ION TREATMENTS ON TWO-DIMENSIONAL MOLYBDENUM DISULFIDE

Autor: RODRIGO GOMES COSTA
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2024
Předmět:
Druh dokumentu: TEXTO
DOI: 10.17771/PUCRio.acad.66803
Popis: [pt] O dissulfeto de molibdênio bidimensional (MoS2 2D) tem atraído significativa atenção devido às suas propriedades eletrônicas e ópticas únicas, tornando-se um material promissor para diversas aplicações, como dispositivos optoeletrônicos e sistemas de armazenamento de energia. Esta tese investiga métodos para aprimorar a emissão de fotoluminescência (PL) de MoS2 monocamada por meio de diferentes tratamentos. Os experimentos realizados visaram criar defeitos na estrutura cristalina de forma controlada, atacando o MoS2 2D com íons. As amostras foram obtidas via Deposição Química a Vapor (CVD). As alterações morfológicas e características eletro-ópticas foram avaliadas por Microscopia de Força Atômica (AFM), Espectroscopia Raman Ressonante e Espectroscopia de Fotoluminescência (PL). A primeira rodada de experimentos utilizou um tratamento de Plasma de Nitrogênio. Evidências de AFM da integridade da morfologia são apresentadas, embora o sinal de PL tenha sido significativamente atenuado para os parâmetros utilizados. A Espectroscopia Raman mostra uma evolução de características-chave à medida que defeitos são progressivamente criados, a saber, a Largura a Meia Altura (FWHM) dos modos vibracionais de segunda ordem 2LA(K) e 2LA(M). Posteriormente, um tratamento com feixes de íons de Hélio foi aplicado, levando a resultados positivos ao controlar o tempo e a energia do tratamento. Os espectros de emissão de fotoluminescência revelam que a intensidade do sinal foi aumentada em até duas vezes. Medidas de Raman Ressonante indicaram que a criação de defeitos foi controlada (com características de segunda ordem praticamente inalteradas). A análise de AFM demonstrou que não houve mudança da escala micrométrica devido aos tratamentos. Este tratamento constitui um método fácil para aprimorar a emissão de fotoluminescência de amostras de MoS2 monocamada crescidas via CVD para futuras aplicações em dispositivos.
[en] Two-dimensional molybdenum disulfide (2D MoS2) has gained significant attention due to its unique electronic and optical properties, making it a promising material for various applications, such as optoelectronic devices and energy storage systems. This thesis investigates methods to enhance the photoluminescence (PL) emission of monolayer MoS2 through different treatments. The experiments performed aimed to achieve this by creating defects on the crystal structure in a controlled manner, attacking the 2D MoS2 with ions. The samples were obtained via Chemical Vapor Deposition (CVD). The changes in morphology and electro-optical features were assessed via Atomic Force Microscopy (AFM), Resonant Raman Spectroscopy, and Photoluminescence (PL) Spectroscopy. The first round of experiments employed a Nitrogen Plasma treatment. AFM evidence of the integrity of the morphology is presented, although the PL signal was significantly quenched for the parameters used. Raman Spectroscopy shows an evolution of key features as defects are progressively created, namely the second-order 2LA(K) and 2LA(M) vibrational modes Full Width at Half Maximum (FWHM). Afterwards, a Helium ion beam treatment was applied, yielding positive results when controlling treatment time and energy. Photoluminescence emission spectra revealed the signal intensity was enhanced by up to a factor of 2. Resonant Raman measurements indicated a controlled defect creation was achieved (with practically unchanged second-order features). AFM analysis demonstrated no change in the micrometer scale dut to the treatments. This treatment constitutes a facile method for enhancing CVD grown monolayer MoS2 samples PL emission for future device applications.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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