Исследователи разрабатывают новую стратегию выращивания двумерных дихалькогенидов переходных металлов

Исследователи Национального университета Сингапура (NUS) разработали новую фазоселективную гетероэпитаксиальную стратегию в плоскости для выращивания двумерных дихалькогенидов переходных металлов (2D TMD). Этот подход обеспечивает многообещающий метод фазового проектирования 2D TMD и изготовления устройств 2D гетероструктур.

2D TMD имеют различные полиморфные структуры, включая 2H (тригонально-призматический), 1T (октаэдрический), 1T ‘и T._д фазы. Эти фазы придают ряд свойств, таких как сверхпроводимость, сегнетоэлектричество и ферромагнетизм. Манипулируя этими структурными фазами, можно настроить богатые физические свойства TMD, обеспечивая точный контроль над их характеристиками с помощью так называемой фазовой инженерии.

В этой работе исследовательская группа под руководством профессора Эндрю Ви с кафедры физики факультета естественных наук НУС в сотрудничестве с международными партнерами использовала молекулярно-лучевую эпитаксию (МЛЭ) для выращивания диселенида молибдена (MoSe).₂) наноленты в качестве плоского гетероэпитаксиального шаблона для затравки роста диселенида хрома H-фазы (CrSe₂).

MBE — это метод создания очень тонких слоев материалов на поверхности путем осаждения молекул одна за другой. Это позволяет точно контролировать состав, толщину и структуру наносимых слоев на атомном уровне.

Используя методы сканирующей туннельной микроскопии в сверхвысоком вакууме (СТМ) и бесконтактной атомно-силовой микроскопии (nc-AFM), исследователи наблюдали атомно-острые границы раздела гетероструктур с выравниванием зон типа I и характерные дефекты границ зеркальных двойников в H- фаза CrSe₂ монослои. Эти границы зеркальных двойников продемонстрировали уникальное поведение в ограниченной одномерной электронной системе.

Результаты исследования опубликованы в журнале Природные коммуникации 26 февраля 2024 г.

Это исследование представляет собой продолжение продолжающихся исследований команды в области контроля фазовой структуры и изучения физических свойств 2D-материалов.

Доктор Лю Мэйчжуан, первый автор исследовательской работы, сказал: «Мы также реализовали фазоселективный рост H-фазного диселенида ванадия с использованием этого плоского гетероэпитаксиального шаблона. Этот фазовоселективный гетероэпитаксиальный метод в плоскости имеет потенциально может стать общим и контролируемым способом расширения библиотеки фазовых структур 2D-TMD, тем самым продвигая фундаментальные исследования и приложения для устройств конкретных 2D-фаз».

Профессор Ви добавил: «Возможность контролировать фазу двумерных латеральных гетероструктур открывает множество новых возможностей в устройствах».