工学院张艳锋课题组在《天然·通讯》宣布大尺度
来源:杨过郭襄网 发表于2019-07-02 04:17:04 编辑:罗永浩
摘要: 2019年3月7日,北京大学工学院资料系张艳锋课题组在期刊Nature Communications (DOI: 10.1038/s41467-018-03388-5)在线宣布题为Batch production of 6-inch uniform monolayer molybden

 

工学院张艳锋课题组在《天然·通讯》宣布大尺度均匀单层MoS2可控制备方面研究成果

2019年3月7日,北京大学工学院资料系张艳锋课题组在期刊Nature Communications (DOI: 10.1038/s41467-018-03388-5)在线宣布题为“Batch production of 6-inch uniform monolayer molybdenum disulfide catalyzed by sodium in glass”的研讨论文,报导了他们在大标准均匀单层MoS2资料的可控制备和成长机理研讨方面的最新开展。

单层半导体性过渡族金属硫属化合物(MX2: MoS2, WS2等)是继石墨烯之后备受重视的二维层状资料。该类资料具有优异的电学性质、强的光物相互效果、高效的催化特性等,在光电子学器材、传感器材、电催化产氢等范畴具有十分宽广的使用远景。单层MX2资料的批量制备和高品质搬运是要害的科学问题。现有办法仍面临着许多严重应战,例如,难以完成晶圆标准的层数均匀性、单晶畴区小、成长速度缓慢、成长衬底价格昂贵、搬运进程杂乱、简略引进污染物等。

北京大学张艳锋课题组是国内较早展开相关研讨的课题组之一,在单层MX2资料的可控制备、精细表征和电催化产氢使用方面获得了一系列重要开展:根据范德华外延的机理,他们在晶格匹配的云母基底上初次获得了厘米标准均匀的单层MoS2【Nano Lett. 13, 3870 (2019),他引198次】;在蓝宝石上获得了大畴区单层WS2【ACS Nano 7, 8963 (2019), 他引250次】;开展了一种新式的金属性箔材(Au箔)基底,完成了畴区标准可调单层MoS2的制备,凭借STM/STS表征技能树立起了资料原子标准的描摹/缺点态、电子结构和电催化析氢之间的构效联系【ACS Nano 8, 10196 (2019),他引124次】。上述效果也受邀编撰总述文章【Chem. Soc. Rev. 44, 2587 (2019),他引92次】。

最近他们在大标准均匀MoS2的批量制备以及“绿色”搬运方面获得重要开展。他们选用廉价易得的一般玻璃作为基底,立异性地选用Mo箔作为金属源(与S粉一起作为前驱体),选用“face-to-face”的金属前驱体供给办法,完成了前驱体在样品上下游的均匀供给,使得样品标准能够得到最大极限的扩大(仅受限于炉体标准),获得了对角线长度可达6英寸的均匀单层MoS2;结合DFT理论核算和体系的试验成果发现,玻璃基底上微量的Na对资料成长起到显着的促进效果, Na倾向于吸附在MoS2畴区的边际,起到显着下降MoS2拼接成长能垒的效果,然后促进其快速成长。获取满掩盖单层样品的成长时刻仅为8min,单晶畴区边际标准可达0.5mm。此外,他们使用玻璃基底的亲水特性,开展了一种无刻蚀的、仅使用超纯水辅佐的“绿色”搬运办法。该办法适用于晶圆标准样品的快速搬运,且具有操作简略、搬运样品质量高级显着优势。该作业提出了使用廉价的一般玻璃基底来制备大面积、晶圆标准均匀、大畴区单层MoS2的新办法/新途径,并深入分析了其成长机制,为相关二维资料的批量制备和高效搬运供给了重要的试验根据,关于推进该类资料的实践使用具有十分重要的含义。

 

 

6英寸一般玻璃上化学气相堆积法制备的均匀单层MoS2

文章通讯作者是北京大学工学院张艳锋研讨员,榜首作者是二年级博士生杨鹏飞。该作业也得到了北京大学信息科学技能学院陈清教授、工学院张青研讨员、物理学院高鹏研讨员,以及化学与分子工程学院刘忠范院士的大力支持。理论部分的合作者是清华大学清华伯克利深圳学院邹小龙教授。该研讨得到了国家自然科学基金委和科技部国家重点研制方案纳米科技专项等项目的赞助。

修改:山石

责编:白杨

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