二维范德华半导体资料因为没有悬挂键，在尺度减小时仍能坚持杰出的结构稳定性，有望成为下一代电子和光学器材的候选资料。为了推动二维范德华半导体的器材使用，咱们应该开展二维半导体的可控掺杂办法。具有螺旋链结构的Te单晶是一种 p型半导体，具有十分超卓的热电性、高载流子迁移率、中红外偏振光呼应、手性边际态、自旋极化的能带结构和磁-电耦合效应等优异性质。相应的Te超薄膜兼具体相特性的一起，其带隙随膜厚可调（0.33~1.0eV），在未来的能量和信息器材中具有十分好的使用远景。

　　中国科学院物理研讨所/北京凝聚态物理国家研讨中心外表物理实验室SF06组近年来在Te超薄膜的成长和表征方面取得了一系列开展，包含完成了单层和少层Te薄膜的分子束外延成长，提醒了Te薄膜带隙随厚度的依靠联系【 Nano Lett. 17, 4619 (2017)】，经过石墨烯层数调控Te薄膜与衬底之间的电荷转移，在晶格接连的单层Te薄膜中构筑了面内p-n结【 Adv. Mater. 2018, 1802065 (2018)】，表征了Te薄膜特定边际的准周期缺点及其带来的一维电子调制，提醒出其边际缺点的发生与周期调控办法【 Phys. Rev. B 103, 235421 (2021)】。最近，SF06组物理所-洪堡大学联合博士后苗光耀博士等人开发了超薄Te外表特定晶格位点本家替位（SeTe）的可操控备办法，并结合扫描隧道显微镜/谱(STM&STS)，X射线光电子能谱以及密度泛函理论核算对超薄Te外表 SeTe 替位原子的电子性质进行了具体研讨。他们发现Se替代外表Te原子的一起坚持了系统的螺旋晶体结构，并在导带底邻近引进掺杂态。经过操控外表的Se替位原子浓度，他们完成了对超薄Te能带结构的接连调理，将其载流子类型由 p型调理为 n型（见图1f）。这与在随机替位的Se-Te合金薄膜中观察到的带隙增大构成比照（图1g）。掺杂机制被进一步提醒为Se和Te不同的电负性导致特定晶格方位的Se-Te替代在外表引进电偶极矩，使电子在外表集合以此来降低了系统的功函数。经过对 S Te 和P As系统类似的密度泛函理论核算，他们还展现了该掺杂办法在其他二维半导体资料系统中的通用性, 为很多二维单元素半导体的掺杂与功函数调理供给了学习。

　　相关效果以“Doping elemental 2D semiconductor Te through surface Se substitutions”为题发表于Phys. Rev. Lett., 133, 236201(2024)。苗光耀博士为文章榜首作者，物理所王炜华副研讨员，郭建东研讨员为论文通讯作者。SF10组博士生喻泽（已结业）与刘淼研讨员供给了理论核算支撑，物理所郭沁林研讨员供给了X射线光电子能谱测验的支撑。物理所博士生苏诺雨，已结业博士生黄筱淳，李博，衷惟良参加了此作业。部分核算结果在资料核算数据库atomly上运转取得。该作业受到了中国科学院B类先导专项、国家自然科学基金和物理所-洪堡大学物理学博士后奖学金的赞助。

　　图1. 外表 Se Te 替位掺杂的Te膜的描摹与电子性质表征。(a) - (c) 随外表 Se Te 替位浓度添加的Te薄膜上取得的原子分辩的STM图画。(d) 密度泛函理论核算模仿的外表 Se Te 替位的STM图画。结构模型叠加于图中，赤色和灰色的球别离代表Se和Te原子。(e) 在(b)中的黑点和红点方位丈量得到的微分电导（ dI /dV ）谱，其对数谱如半透明曲线所示。 (f) Te膜的dI /dV 谱随外表SeTe 替位浓度的演化，其带隙用不相同的色彩杰出显现。一切谱线层）的Te薄膜，以扫除薄膜厚度和衬底掺杂对带隙的影响。(g) 纯Te膜，Se-Te合金薄膜，具有外表 Se Te 替位的Te薄膜的对数 dI /dV 谱比较（厚度均为4.2 nm，约11层）。(h) 外表 Se Te 原子替位掺杂与Se-Te合金化关于系统电子结构调理的示意图。