曾經(jīng)有一種叫做單層半導(dǎo)體的原子級薄材料，引起了材料科學(xué)界的巨大反響。該單層有望促進LED透明顯示、超高效太陽能電池、光電檢測器及納米級晶體管的發(fā)展。但其漏洞百出，毀掉了它的性能。

　　但現(xiàn)在一個由美國加州大學(xué)伯克利分校和勞倫斯伯克利國家實驗室領(lǐng)導(dǎo)的研究小組，通過使用簡單的有機超強酸方法修復(fù)了這些缺陷。這一化學(xué)處理使該材料的光致發(fā)光量子產(chǎn)率急劇增加了100倍。量子產(chǎn)率越高，材料質(zhì)量越好。研究人員通過將材料浸入一種名為TFSI的超強酸里，提高了二硫化鉬（MoS2）的量子產(chǎn)率，從不到1%上升到100%。

　　他們的研究結(jié)果為單層材料的實際應(yīng)用打開了大門，比如應(yīng)用在光電器件和高性能晶體管中的二硫化鉬。二硫化鉬只0.7納米的厚度，而人類DNA的直徑為2.5納米。

　　主要研究者兼加州大學(xué)伯克利分校教授Ali Javey說道：“一般說來，材料越薄則更容易出現(xiàn)敏感的缺陷，而這個研究第一次展示了完美的單層光電，這種薄度的材料此前是聞所未聞的。”

　　研究人員稱，他們之所以用超強酸，是因為它們更容易以氫離子的形式獲得質(zhì)子。這種化學(xué)反應(yīng)稱為質(zhì)子化，可以填充缺陷位置缺失的原子，還可以移除表面的污染物。單層半導(dǎo)體之所以一直受到科學(xué)家的追捧，在于它們對光的吸收很低，還能經(jīng)受住任何形式的機械變形，因此可適用于透明或柔性設(shè)備。

　　具體而言，二硫化鉬的特點在于其通過范德華力可以將分子層鍵合在一起。這個如此薄的材料還具有高度的電可調(diào)性。如果這個特征應(yīng)用在LED顯示器中，則表現(xiàn)為可以通過改變施加的電壓，使單個像素發(fā)出多種顏色，而不只是一個顏色。

　　研究人員稱，由于LED的效率直接與光致發(fā)光量子產(chǎn)率相關(guān)，從理論上說，使用該研究中的“完美”光電單層則可以開發(fā)出高性能的透明LED顯示屏。這種處理方法對晶體管也具有革命性的潛力。