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襯底對(duì)CVD制備MoS2和WS2的影響

發(fā)布時(shí)間:2020-12-24 09:56:47 瀏覽量:4465 作者:Leaf

摘要

化學(xué)氣相沉積法(CVD)生長的二維材料已被廣泛用于研究和應(yīng)用纪岁。不同的襯底會(huì)對(duì)生長的二維材料產(chǎn)生影響凑队,使它們的形態(tài),晶體

質(zhì)量,光學(xué)性能等被改變漩氨。云南大學(xué)楊鵬教授課題組研究了襯底對(duì)CVD生長MoS2和WS2的影響西壮。本文主要使用SiO2/Si,Si,石英作為襯

底生長二維材料。

正文


化學(xué)氣相沉積法(CVD)生長的二維材料已被廣泛用于研究和應(yīng)用霍狰。不同的襯底會(huì)對(duì)生長的二維材料產(chǎn)生影響抡草,使它們的形態(tài),晶體

質(zhì)量蔗坯,光學(xué)性能等被改變康震。云南大學(xué)楊鵬教授課題組研究了襯底對(duì)CVD生長MoS2和WS2的影響。本文主要使用SiO2/Si,Si,石英作為襯

底生長二維材料宾濒。


形態(tài)&晶體質(zhì)量


如上圖a所示腿短,SiO2 / Si襯底上的CVD生長的MoS2具有規(guī)則的三角形形狀,具有清晰的分層結(jié)構(gòu)绘梦,說明了合成了不同層數(shù)的MoS2答姥。d

是在Si襯底上生長的MoS2,圖中只能看到針狀納米棒的合成。



接著用PTCDA處理了SiO2/Si,Si谚咬,PTCDA充當(dāng)CVD外延生長的成核中心鹦付,并有助于在這兩種基底上獲得相對(duì)較大的二維MoS2。但

是圖2b,e所示的MoS2結(jié)晶性不好敲长,因?yàn)闆]有觀察到明顯的層狀結(jié)構(gòu)和規(guī)則形狀。



如上圖是O2等離子體處理的SiO2/Si,Si秉继,O2等離子體激活了基底表面上的原子祈噪,正如圖2c所示,在SiO2 / Si上生長的MoS2表現(xiàn)出更

加無序的結(jié)構(gòu)尚辑。如圖f所示辑鲤,Si基底尺寸小,在O2等離子體清洗后杠茬,二維MoS2結(jié)晶良好月褥。


光學(xué)性能


如上圖是生長在不同襯底上的MoS2和WS2的WS2的 PL光譜∑昂恚可以看出長在Si基底上的二維材料的PL信號(hào)都很弱宁赤,可能是因?yàn)镾i本身

是半導(dǎo)體,MoS2 / WS2中的電子一旦被激發(fā)就更容易逃逸栓票,并且不會(huì)復(fù)合决左,那意味著對(duì)于PL來說,從激子復(fù)活中獲取的能量少。而

且佛猛,長在SiO2/Si基底上的MoS2/WS2比長在石英玻璃上的有更強(qiáng)的PL.這可能是由于石英的透明度惑芭,如下圖所示。二維材料-襯底界面

間的反射可以延長入射光激發(fā)PL的路徑继找。相反强衡,透明的石英玻璃能允許大量入射光穿過它,因此码荔,只能利用很少的入射光漩勤。


拉曼mapping


接下來為了進(jìn)一步研究樣品的晶體質(zhì)量缩搅,對(duì)MoS2和WS2進(jìn)行了拉曼成像測試越败。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質(zhì)量不均勻硼瓣。石英上生長的樣品均勻性較差是由非晶質(zhì)襯底和

MoS2/WS2之間的不匹配引起的究飞,這會(huì)使得材料-基底的邊界產(chǎn)生缺陷。然后正如圖b所示堂鲤,與WS2相似(圖e亿傅,f),在SiO2 / Si上生

長的MoS2的半峰寬FWHM略小于在Si上的瘟栖。這個(gè)現(xiàn)象表明SiO2/Si基底具有比其他兩種基底更高質(zhì)量生長二維MoS2/WS2的能力葵擎。



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