分子束外延生长 WSe2 单层中铌掺杂诱导的镜像孪晶界
材料科学
2020-01-16 v1
摘要
镜像孪晶界（MTB）为二维过渡金属硫族化合物（TMDCs）带来了独特的一维物理与性质，但在非钼基 TMDCs 中鲜有观测。本文通过生长后 Nb 掺杂，在分子束外延（MBE）生长的 WSe2 单层中引入了高密度的 4|4E-W 与 4|4P-Se MTB。其中，具有新颖结构的 4|4E-W MTB 为实验上首次发现，而 4|4P-Se MTB 呈现 W 与 Nb 的随机置换，形成一维合金体系。掺杂与未掺杂 WSe2 的对比证实 Nb 掺杂剂对 MTB 形成至关重要。此外，定量统计表明 MTB 的面密度与 Nb 掺杂剂浓度成正比。为阐明 Nb 掺杂剂的注入路径，我们对一组具有不同构型的过量 Nb 原子的形成能进行了第一性原理计算，并据此建立了解释过量金属引入 MTB 起源的模型。我们得出结论：MTB 的形成主要由引入宿主 WSe2 晶格中的过量 Nb 原子的集体演化及随后的金属原子（W 或 Nb）位移所驱动。本研究提供了一种通过适当金属掺杂调控二维 TMDC 材料中 MTB 的新途径，并为探索其引人入胜的性质带来了新机遇。
引用
@article{arxiv.2001.05345,
title = {Niobium doping induced mirror twin boundaries in MBE grown WSe2 monolayers},
author = {Bo Wang and Yipu Xia and Junqiu Zhang and Hannu-Pekka Komsa and Maohai Xie and Yong Peng and Chuanhong Jin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.05345},
year = {2020}
}
备注
15 pages, 13 figures