高質量單層二硫化鎢實現(xiàn)低成本大面積制備
2015年11月02日 10:15 9103次瀏覽 來源： 中國科學報 分類： 鎢 作者： 丁佳
《自然—通訊》雜志近日在線發(fā)表了中國科學院金屬研究所任文才研究組的一項成果，研究實現(xiàn)了高質量均一嚴格單層二硫化鎢（WS2）單晶和薄膜的低成本、大面積制備，為其在柔性電子/光電子器件以及谷電子和自旋電子器件領域的應用奠定了材料基礎。
科研人員發(fā)現(xiàn)，金是唯一在高溫下不與硫反應生成硫化物的金屬，并且具有催化活性，可有效降低三氧化鎢硫化過程的勢壘，且高溫下金中鎢原子的溶解度極低。
在此基礎上，他們提出采用金作為生長基體的表面催化常壓化學氣相沉積法，實現(xiàn)了高質量、均一單層的毫米級尺寸WS2單晶以及大面積薄膜的制備。研究發(fā)現(xiàn)，金的催化活性以及金中極低的鎢溶解度，保證了均一單層的高質量WS2晶體的生長。同時，可采用電化學鼓泡方法在不損壞金基體的情況下實現(xiàn)WS2的高質量轉移。該方法制得的單層WS2具有很高的結晶質量，表現(xiàn)出與機械剝離法制備的材料相比擬的光學和電學性質。
此外，研究提出了卷對卷與電化學鼓泡相結合的無損轉移方法，實現(xiàn)了大面積單層WS2薄膜到柔性透明基體上的低成本連續(xù)轉移。并實現(xiàn)了大面積柔性透明的單層WS2薄膜晶體管陣列的制備，彎折上百次后電學性能仍不發(fā)生衰減。
責任編輯：周大偉
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