一种普适的二维异质结制备技术 | Science Bulletin

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Exfoliation of 2D van der Waals crystals in ultrahigh vacuum for interface engineering

Zhenyu Sun, Xu Han, Zhihao Cai, Shaosheng Yue, Daiyu Geng, Dongke Rong, Lin Zhao, Yi-Qi Zhang, Peng Cheng, Lan Chen, Xingjiang Zhou, Yuan Huang, Kehui Wu, Baojie Feng

Science Bulletin, 2022, 67(13): 1345–1351

doi: 10.1016/j.scib.2022.05.017

简介

近年来, 二维材料及其异质结由于在电子、光电及自旋器件领域的应用潜力而得到广泛关注. 然而, 获得原子级平整且洁净的二维异质结依然充满挑战性, 尤其对于那些环境敏感的材料而言, 这极大地制约了对其本征物性的研究及高质量器件的制备. 因此, 二维材料科学领域急需一种普适的二维异质结制备技术. 本文开发出了超高真空环境下的机械剥离及异质结制备技术. 利用分子束外延技术制备的原子级平整的衬底适用于剥离绝大多数二维材料, 从而为高质量异质结的制备提供了一种普适的方法. 基于这一技术, 作者研究了2个传统方法难以研究的材料体系: 单层黑磷的电子结构以及单层过渡金属硫族化合物在不同金属衬底上的光学响应. 该工作报道的方法有助于深入研究二维异质界面产生的奇特现象, 比如近邻效应、界面增强的长程序等.

图文导读

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Figure 1  Mechanical exfoliation of 2D materials in UHV 

Figure 2  Exfoliation of ultrathin 2D materials on single-crystal substrates 

Figure 3  LEED and ARPES characterization of monolayer phosphoreneFigure 4  Optical responses of monolayer MoS₂ and WSe₂ on different metal films

通讯作者

黄元 北京理工大学物理学院教授. 主要研究领域集中在二维材料制备、表征、物性测量/调控，以及相关交叉科学等研究方向.

吴克辉  中国科学院物理研究所研究员. 主要研究领域为表面物理、量子材料学与扫描隧道显微学.  

冯宝杰 中国科学院物理研究所特聘研究员. 主要研究方向: 量子材料的分子束外延生长和物性研究, 利用角分辨光电子能谱、扫描隧道显微镜研究二维材料. 

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