高質(zhì)量單層二硫化鎢實(shí)現(xiàn)低成本大面積制備
2015年11月02日 10:15 8711次瀏覽 來(lái)源： 中國(guó)科學(xué)報(bào) 分類： 鎢 作者： 丁佳
《自然—通訊》雜志近日在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院金屬研究所任文才研究組的一項(xiàng)成果，研究實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量均一嚴(yán)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(lǐng)域的應(yīng)用奠定了材料基礎(chǔ)。
科研人員發(fā)現(xiàn)，金是唯一在高溫下不與硫反應(yīng)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(guò)程的勢(shì)壘，且高溫下金中鎢原子的溶解度極低。
在此基礎(chǔ)上，他們提出采用金作為生長(zhǎng)基體的表面催化常壓化學(xué)氣相沉積法，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量、均一單層的毫米級(jí)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(zhì)量WS2晶體的生長(zhǎng)。同時(shí)，可采用電化學(xué)鼓泡方法在不損壞金基體的情況下實(shí)現(xiàn)WS2的高質(zhì)量轉(zhuǎn)移。該方法制得的單層WS2具有很高的結(jié)晶質(zhì)量，表現(xiàn)出與機(jī)械剝離法制備的材料相比擬的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)。
此外，研究提出了卷對(duì)卷與電化學(xué)鼓泡相結(jié)合的無(wú)損轉(zhuǎn)移方法，實(shí)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(zhuǎn)移。并實(shí)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(xué)性能仍不發(fā)生衰減。
責(zé)任編輯：周大偉
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