范德瓦耳斯异质结构的超洁净组装
应用物理
2023-12-06 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
范德瓦耳斯（vdW）异质结构的逐层组装是固态物理、材料科学与化学中新发现的基础。尽管已取得诸多成功，当前所有二维材料（2DM）转移技术都依赖聚合物的使用，这限制了异质结构的洁净度、终极电子性能以及光电子应用潜力。在本文中，我们提出一种新颖的无聚合物平台，用于快速且简便的异质结构组装，其利用可重复使用的柔性氮化硅膜。我们证明，该方法可利用机械剥离与 CVD 生长的材料快速且可重复地制备具有完美界面、无层间污染并相应具备优异电子行为的二维异质结构，其性能仅受所用晶体尺寸与本征质量限制。此外，去除聚合物载体的需求为 vdW 异质结构制备带来新可能：高达 600{\deg}C 的高温组装，以及在不同环境中（包括超高真空（UHV）和材料完全浸没于液体时）的组装。我们首次展示了 UHV 异质结构组装，并显示出石墨烯莫尔超晶格的可靠制备，其结构均匀性提升了一个数量级以上。我们相信，我们新颖的无机二维材料组装策略的广泛采用，将使 vdW 异质结构作为新物理与先进光电子技术的平台充分释放其潜力。
引用
@article{arxiv.2308.13484,
title = {Ultra-clean assembly of van der Waals heterostructures},
author = {Wendong Wang and Nicholas Clark and Matthew Hamer and Amy Carl and Endre Tovari and Sam Sullivan-Allsop and Evan Tillotson and Yunze Gao and Hugo de Latour and Francisco Selles and James Howarth and Eli G. Castanon and Mingwei Zhou and Haoyu Bai and Xiao Li and Astrid Weston and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Cecilia Mattevi and Thomas H. Bointon and Paul V. Wiper and Andrew J. Strudwick and Leonid A. Ponomarenko and Andrey Kretinin and Sarah J. Haigh and Alex Summerfield and Roman Gorbachev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.13484},
year = {2023}
}
备注
23 pages, 4 figures