衬底缺陷辅助的外延MoS2完全取向控制
介观与纳米尺度物理
2019-05-08 v3
摘要
二维材料中的反演不对称性赋予了它们诸如自旋耦合谷自由度和压电性等迷人性质，但如果所生长二维层在极性衬底上的外延无法充分区分通常近简并的0°与180°取向，则会付出反演畴界界的代价。我们采用第一性原理计算确定了一种消除此种近简并性的方法：成核时衬底点缺陷处重叠构型与交错构型之间的能量差异。对于在六方氮化硼上生长的单层MoS2，所预测的缺陷复合体可比常见MoS2点缺陷更稳定，因为它既是供体-受主对，也是二维异质堆垛相邻层间共享的Frenkel对。取向控制在实验中得到验证，其在hBN上实现约90%的三角形MoS2 flakes生长取向一致性，并经像差校正扫描/透射电子显微镜确认。这种缺陷增强取向外延可提供一种通用机制，以打破极性二维材料在极性衬底上0°/180°取向的近简并性，从而克服单晶二维半导体可扩展合成中长期存在的障碍。
引用
@article{arxiv.1801.00487,
title = {Full orientation control of epitaxial MoS2 on hBN assisted by substrate defects},
author = {Fu Zhang and Yuanxi Wang and Chad Erb and Ke Wang and Parivash Moradifar and Vincent Crespi and Nasim Alem},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.00487},
year = {2019}
}
备注
Published version updated. SI included