基于更强层间范德华耦合的无孪晶二维硫族化合物分子束外延
材料科学
2020-10-09 v1
摘要
二维材料的无缺陷外延生长是范德华(vdW)材料成功集成到半导体工业中的圣杯之一。因此，面向未来纳米电子应用具有非常可观特性的层状二维硫族化合物的大面积(准)vdW 外延正被仔细研究。诸如 60° 孪晶等层错及由此产生的 60° 晶界等缺陷的形成，仍是二维硫族化合物无缺陷外延生长的主要关切。尽管目前正考虑克服这些缺陷发生的生长策略，但关于生长初始阶段这些缺陷起源的更基础理解极为必要。因此，本工作聚焦于基于系统的分子束外延(MBE)实验并结合密度泛函理论(DFT)计算，理解二维硫族化合物(准)vdW 外延中的 60° 孪晶形成。MBE 实验揭示了 WSe2 与 Bi2Se3 在准 vdW 异质外延和 vdW 同质外延中 60° 孪晶形成的显著差异，我们的 DFT 计算将其归因于层间 vdW 耦合强度的差异。与 WSe2 相比，Bi2Se3 更强的层间 vdW 耦合带来了对孪晶形成的显著增强控制，从而显示出在无缺陷外延集成方面更具前景。这一(准)vdW 外延的有趣方面揭示，层间 vdW 耦合强度是功能性二维材料的关键，并为其他具有强层间相互作用的 vdW 材料开辟了视角。
引用
@article{arxiv.2010.04103,
title = {Towards twin-free molecular beam epitaxy of 2D chalcogenides explained by stronger interlayer van der Waals coupling},
author = {Wouter Mortelmans and Karel De Smet and Ruishen Meng and Michel Houssa and Stefan De Gendt and Marc Heyns and Clement Merckling},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.04103},
year = {2020}
}