研究目的
通过界面工程在Au(111)基底上稳定亚稳态1T'相,实现二维过渡金属硫族化合物(特别是MoSe2)的相位可控合成。
研究成果
通过界面工程实现了MoSe2的相控生长,在原始Au(111)基底上形成1H相,在硒预处理的Au(111)基底上形成1T’相,这归因于钼插层和电子掺杂的稳定作用。异质结表现出增强的导电性,该方法对其他亚稳态过渡金属二硫化物具有应用前景。
研究不足
这种生长方式特定于Au(111)基底,在未经调整的情况下可能无法直接适用于其他材料。研究发现由于钼预处理会导致团聚,因此该方法仅限于硒预处理。本研究聚焦于二硒化钼,虽建议该方法可推广至其他过渡金属硫族化合物,但尚未经过广泛验证。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用分子束外延(MBE)生长技术,通过两种途径实现——在原始Au(111)表面或经Se预处理的Au(111)表面共沉积Mo与Se。使用扫描隧道显微镜(STM)和扫描隧道谱(STS)进行表征,并借助密度泛函理论(DFT)计算提供理论支撑。
2:样品选择与数据来源:
以Au(111)单晶为衬底,通过Ar+溅射与退火进行清洁处理。采用高纯度Se与Mo源。
3:实验设备与材料清单:
超高真空系统、Unisoku低温STM、用于Mo的电子束蒸发器、用于Se的克努森池、电化学蚀刻钨针尖、用于校准的HOPG样品、用于DFT计算的维也纳从头算模拟软件包(VASP)。
4:实验流程与操作步骤:
衬底清洁→Se预处理(650°C沉积形成重构)→650°C下按1:4流量比共沉积Mo与Se→原位转移至STM腔室→0.4K下进行STM/STS测量→DFT计算分析能量与电荷。
5:4K下进行STM/STS测量→DFT计算分析能量与电荷。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:STM图像采用WSxM软件分析,STS谱通过锁相技术测量,DFT计算设置特定参数(能量截断值400eV、k点网格采样、弛豫标准)。
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STM
Unisoku low-temperature STM
Unisoku
Used for high-resolution imaging and spectroscopy of the grown MoSe2 layers to distinguish phases and study electronic properties.
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MBE system
Used for molecular beam epitaxial growth of MoSe2 on Au(111) substrates by co-deposition of Mo and Se.
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Electron-beam evaporator
Used to evaporate Mo atoms for deposition in the MBE process.
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Knudsen cell
Used to evaporate Se atoms for deposition in the MBE process.
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VASP software
Vienna ab-initio simulation package
Used for density functional theory calculations to simulate energy states and charge distributions.
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