研究目的
开发一种可靠技术,将二硫化钼(MoS2)从外延石墨烯(EG)转移到介电衬底上,且不损害其电子特性,从而进一步研究通过范德华外延生长的过渡金属硫族化合物(TMDs)的本征光学和电子特性。
研究成果
该研究成功展示了一种利用铜粘附层将高质量单层二硫化钼(MoS2)从EG/SiC衬底选择性转移至SiO2/Si衬底的技术,在转移过程中保持了MoS2的旋转有序性和本征电子特性。这一突破为研究通过范德华外延生长的过渡金属硫族化合物(TMDs)的本征光学和电子特性提供了可能,并在纳米电子、光电子和光子技术领域具有应用潜力。
研究不足
该研究聚焦于二硫化钼(MoS2)和膨胀石墨(EG),尽管该方法有望推广至其他过渡金属二硫化物(TMDs)及相关二维材料,但尚未通过实验验证。转移过程可能在EG中引入拉应变,这种应变对转移材料性能的影响有待进一步研究。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用热释放胶带(TRT)和铜(Cu)粘附层的干法转移技术,从EG生长基底上选择性剥离旋转有序的孤立MoS2畴区。选择Cu作为粘附层是基于密度泛函理论(DFT)计算预测MoS2与Cu的结合能高于石墨烯。
2:样品选择与数据来源:
使用化学气相沉积(CVD)法在EG/SiC基底上生长的MoS2。转移前后均对MoS2畴区进行表征。
3:实验设备与材料清单:
设备包括原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱仪和光致发光(PL)光谱仪。材料包括MoS2、EG/SiC基底、Cu粘附层和SiO2/Si基底。
4:EG/SiC基底、Cu粘附层和SiO2/Si基底。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:转移过程包括在MoS2/EG/SiC上沉积Cu层,将TRT置于Cu/MoS2/EG/SiC基底上,机械剥离TRT/Cu/MoS2叠层,将其置于清洁的SiO2/Si基底上,加热去除TRT,刻蚀Cu层并用去离子水冲洗。
5:数据分析方法:
通过AFM、SEM、TEM、XPS、拉曼光谱和PL光谱研究转移后MoS2的结构与性能。进行电荷输运测量以评估电学特性。
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