二维横向异质结中的顺序边缘外延
材料科学
2018-01-08 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
二维（2D）异质结在高性能、低功耗电光系统中显示出巨大的应用潜力。基于垂直堆叠异质结构的 p-n 结作为隧穿晶体管、发光器件、光电探测器以及光伏电池已展现出非常有前景的性能。尽管复杂的垂直异质结构已通过不同二维材料的范德瓦尔斯堆叠得以制备，但在横向异质结中实现原子级尖锐的多结仍是一项颇具挑战的任务，却也是通向商业应用开发的可行路径。先前报道的获得 MoX2-WX2（X= S 和/或 Se）型单结横向异质结的方法，涉及一步或两步生长过程。然而，这些方法缺乏控制 TMD 域横向宽度及其组分的灵活性。在此，我们报道一种简单且可扩展的合成方法，用于基于不同 TMD 单层 [MoX2-WX2 (X2 = S2, Se2 或 SSe)] 的组合来制备横向多结异质结构。通过仅在水蒸气存在下改变反应气体环境，即可从固体前驱体顺序合成原子级尖锐的横向结。这允许选择性地控制水诱导的氧化、挥发以及由此产生的特定金属氧化物蒸气的相对量，从而导致 MoX2 或 WX2 的选择性边缘外延生长。空间依赖的光致发光和原子分辨率图像证实了单层的高结晶度以及不同 TMD 域之间的无缝横向连接。这些发现可扩展到其他二维材料家族，并为开发复杂且原子级薄的平面超晶格、器件和集成电路奠定了基础。
引用
@article{arxiv.1706.07014,
title = {Sequential Edge-Epitaxy in 2D Lateral Heterostructures},
author = {Prasana K. Sahoo and Shahriar Memaran and Yan Xin and Luis Balicas and Humberto R. Gutiérrez},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.07014},
year = {2018}
}