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基于大面积层状 PtSe$_{2}$ 薄膜的高灵敏机电压阻压力传感器

材料科学 2018-07-16 v1 介观与纳米尺度物理

摘要

二维(2D)层状材料由于其极薄的特性,是微纳机电系统(MEMS/NEMS)的理想材料。二硒化铂(PtSe2_{2})是一种令人振奋且尚未被充分探索的二维过渡金属二硫族化物(TMD)材料,因其可扩展且低温的生长工艺与硅技术兼容而备受关注。在此,我们探讨了薄层 PtSe2_{2} 薄膜作为机电压阻传感器的潜力。所有实验均在 400{\deg}C 的 CMOS 兼容温度下,通过 Pt 的热辅助转化生长的半金属 PtSe2_{2} 薄膜上进行。我们报告了在悬臂梁弯曲实验装置中,从 PtSe2_{2} 应变计实验获得的高达 -84.8 的负应变计系数。具有独立 PMMA/PtSe2_{2} 薄膜的集成 NEMS 压阻压力传感器证实了该负应变计系数,并表现出极高的灵敏度,其性能比先前报道的数值高出数个数量级。我们采用密度泛函理论(DFT)计算来理解所测负应变计系数的起源。我们的结果表明,PtSe2_{2} 是未来 NEMS 应用的极具潜力的候选材料,包括集成到 CMOS 生产线中。

关键词

引用

@article{arxiv.1803.07151,
  title  = {Highly sensitive electromechanical piezoresistive pressure sensors based on large-area layered PtSe$_{2}$ films},
  author = {Stefan Wagner and Chanyoung Yim and Niall McEvoy and Satender Kataria and Volkan Yokaribas and Agnieszka Kuc and Stephan Pindl and Claus-Peter Fritzen and Thomas Heine and Georg S. Duesberg and Max C. Lemme},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1803.07151},
  year   = {2018}
}

备注

33 pages, 5 figures, including supporting information with 10 figures