基于横向激励扫描探针显微镜的原子级薄WSe2压电性研究
材料科学
2018-08-10 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
奇数层二维 (2D) 过渡金属硫族化合物 (TMDs)（如WSe2）的晶格是非中心对称的，因此可能具有线性压电性，这在纳米机电系统 (NEMS) 和纳米发电机等应用中颇具吸引力。然而，测量2D TMDs的机电耦合相当具有挑战性，因为其D3h点群对称性使得传统的压电响应力显微镜 (PFM) 不适用。在此我们开发了一种横向激励扫描探针显微镜 (SPM) 技术，能够在基底上以高空间分辨率直接绘制原子级薄WSe2的压电响应图。平面电极用于激励压电振动，同时对WSe2施加各向异性的面内机械约束，由于泊松效应导致可产生被SPM探针测量的面外形变。利用该技术，我们表明WSe2单层和三层表现出相对于所施加激励偏压呈线性的强机电响应，且与基底明显不同，而WSe2双层如预期般表现出可忽略的机电响应。根据测量估计有效压电系数为5.2 pm/V，与理论预测一致。该方法可便捷地应用于具有类似对称性的广泛2D材料。
引用
@article{arxiv.1805.06998,
title = {Piezoelectricity of Atomically Thin WSe2 via Laterally Excited Scanning Probe Microscopy},
author = {Ehsan Nasr Esfahani and Terrance Li and Bevin Huang and Xiaodong Xu and Jiangyu Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.06998},
year = {2018}
}