六方氮化硼上单层二硫化钼的定向外延

二硫化钼由于其稳定的二维层状结构及独特的光电特性,近些年来受到研究人员的广泛关注。可控及规模化制备高质量单层二硫化钼成为人们一直以来努力的方向。目前人们发展了多种制备单层二硫化钼的方法,例如:机械剥离法,原子层沉积法,溶胶凝胶法,磁控溅射法等。这些方法制备的二硫化钼形态质量各异,应用范围相对局限。近些年来很受大家认可的是化学气相沉积法,设备发展成熟且廉价,操作简便安全,生长速度快。但受到衬底及生长参数的影响,不同方法制备的二硫化钼也不尽相同,而且都存在大量晶界,大大降低了薄膜样品的质量。

Smll-zhangguangyu

最近,中国科学院物理研究所纳米物理与器件实验室张广宇课题组报道了采用化学气相沉积法在六方氮化硼单晶上定向外延单层二硫化钼薄膜,并对薄膜特性进行了仔细研究。六方氮化硼与二硫化钼都具有三重对称性,是具有原子级平整表面的绝缘体。所制备的薄膜由两种取向的晶粒构成,两种取向的晶粒彼此夹角为60度,两种取向的晶粒在氮化硼衬底上具有相等的能量最低态。高分辨透射电镜证实薄膜只具有60晶界。目前为止,最大限度的减少了二硫化钼薄膜的晶界。提高了样品质量。他们将薄膜制备成场效应晶体管,晶体管具有大约30cm2V-1s-1的电子迁移率和106的开关比。最后他们调控生长前驱体的浓度得到不同截止边界的二硫化钼晶粒,拓宽了样品的应用范围。相关论文发表在Small (DOI:10.1002/smll.201603005)上。