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襯底對CVD製備MoS2和WS2的影響

發布時間:2020-12-24 09:56:47 瀏覽量:4329 作者:Leaf

摘要

化學氣相沉積法(CVD)生長的二維材料已被廣泛用於(yu) 研究和国产成人在线观看免费网站。不同的襯底會(hui) 對生長的二維材料產(chan) 生影響,使它們(men) 的形態,晶體(ti)

質量,光學性能等被改變。雲(yun) 南大學楊鵬教授課題組研究了襯底對CVD生長MoS2和WS2的影響。本文主要使用SiO2/Si,Si,石英作為(wei) 襯

底生長二維材料。

正文


化學氣相沉積法(CVD)生長的二維材料已被廣泛用於(yu) 研究和国产成人在线观看免费网站。不同的襯底會(hui) 對生長的二維材料產(chan) 生影響,使它們(men) 的形態,晶體(ti)

質量,光學性能等被改變。雲(yun) 南大學楊鵬教授課題組研究了襯底對CVD生長MoS2和WS2的影響。本文主要使用SiO2/Si,Si,石英作為(wei) 襯

底生長二維材料。


形態&晶體(ti) 質量


如上圖a所示,SiO2 / Si襯底上的CVD生長的MoS2具有規則的三角形形狀,具有清晰的分層結構,說明了合成了不同層數的MoS2。d

是在Si襯底上生長的MoS2,圖中隻能看到針狀納米棒的合成。



接著用PTCDA處理了SiO2/Si,Si,PTCDA充當CVD外延生長的成核中心,並有助於(yu) 在這兩(liang) 種基底上獲得相對較大的二維MoS2。但

是圖2b,e所示的MoS2結晶性不好,因為(wei) 沒有觀察到明顯的層狀結構和規則形狀。



如上圖是O2等離子體(ti) 處理的SiO2/Si,Si,O2等離子體(ti) 激活了基底表麵上的原子,正如圖2c所示,在SiO2 / Si上生長的MoS2表現出更

加無序的結構。如圖f所示,Si基底尺寸小,在O2等離子體(ti) 清洗後,二維MoS2結晶良好。


光學性能


如上圖是生長在不同襯底上的MoS2和WS2的WS2的 PL光譜。可以看出長在Si基底上的二維材料的PL信號都很弱,可能是因為(wei) Si本身

是半導體(ti) ,MoS2 / WS2中的電子一旦被激發就更容易逃逸,並且不會(hui) 複合,那意味著對於(yu) PL來說,從(cong) 激子複活中獲取的能量少。而

且,長在SiO2/Si基底上的MoS2/WS2比長在石英玻璃上的有更強的PL.這可能是由於(yu) 石英的透明度,如下圖所示。二維材料-襯底界麵

間的反射可以延長入射光激發PL的路徑。相反,透明的石英玻璃能允許大量入射光穿過它,因此,隻能利用很少的入射光。


拉曼mapping


接下來為(wei) 了進一步研究樣品的晶體(ti) 質量,對MoS2和WS2進行了拉曼成像測試。圖5a,d清晰地展示了生長在石英玻璃上的MoS2/WS2

比生長在其他基底上半峰寬FWHM大,這表明生長的二維材料的晶體(ti) 質量不均勻。石英上生長的樣品均勻性較差是由非晶質襯底和

MoS2/WS2之間的不匹配引起的,這會(hui) 使得材料-基底的邊界產(chan) 生缺陷。然後正如圖b所示,與(yu) WS2相似(圖e,f),在SiO2 / Si上生

長的MoS2的半峰寬FWHM略小於(yu) 在Si上的。這個(ge) 現象表明SiO2/Si基底具有比其他兩(liang) 種基底更高質量生長二維MoS2/WS2的能力。



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