ヘリウムイオン照射下のMose2薄膜の熱電特性の調整

遷移金属のジチャルコゲニドは、調整可能なバンドギャップ、中程度のシーベック係数、および低熱伝導率により、熱電材料として使用するための新たな関心を集めています。ただし、Seebeck係数、電気伝導率、熱伝導率などの熱電パラメーターは相互依存性であり、これは欠点です。したがって、他のパラメーターに影響を与えることなく、これらのパラメーターのいずれかを調整する方法を見つける必要があります。この研究では、Seebeck係数と電気伝導率を制御する目的で、Mose2薄膜に対するヘリウムイオン照射の効果を調査しました。1015 cm-2の最適な照射用量では、Seebeck係数をわずかに抑制して、電気伝導率の増加に起因する力率の複数の強化を観察しました。ラマン分光法、X線回折、および透過型電子顕微鏡分析により、照射誘発セレン空室がMose2薄膜の熱電特性の変化に重要な役割を果たしたことが明らかになりました。これらの結果は、ヘリウムイオン照射が2次元遷移金属ジチャルコゲニドの熱電特性を大幅に改善する有望な方法であることを示唆しています。Mose2薄膜の熱電特性に対するHe+照射の効果。

Transition metal dichalcogenides have attracted renewed interest for use as thermoelectric materials owing to their tunable bandgap, moderate Seebeck coefficient, and low thermal conductivity. However, their thermoelectric parameters such as Seebeck coefficient, electrical conductivity, and thermal conductivity are interdependent, which is a drawback. Therefore, it is necessary to find a way to adjust one of these parameters without affecting the other parameters. In this study, we investigated the effect of helium ion irradiation on MoSe2 thin films with the objective of controlling the Seebeck coefficient and electrical conductivity. At the optimal irradiation dose of 1015 cm-2, we observed multiple enhancements of the power factor resulting from an increase in the electrical conductivity, with slight suppression of the Seebeck coefficient. Raman spectroscopy, X-ray diffraction, and transmission electron microscopy analyses revealed that irradiation-induced selenium vacancies played an important role in changing the thermoelectric properties of MoSe2 thin films. These results suggest that helium ion irradiation is a promising method to significantly improve the thermoelectric properties of two-dimensional transition metal dichalcogenides. Effect of He+ irradiation on thermoelectric properties of MoSe2 thin films.