大尺寸均匀单层MoS2可控制备
单层半导体性过渡族金属硫属化合物(MX2:MoS2, WS2等)是继石墨烯之后备受关注的二维层状材料。该类材料具有优异的电学性质、强的光物相互作用、高效的催化特性等优点,在光电子学器件、传感器件、电催化产氢等领域具有非常广阔的应用前景。单层MX2材料的批量制备和高品质转移是关键的科学问题。现有方法仍面临着诸多重大挑战,例如, 难以实现晶圆尺寸的层数均匀性、单晶畴区小、生长速度缓慢、生长衬底价格昂贵、转移过程复杂、容易引入污染物等。 北京大学研发课题组是国内较早开展相关研究的课题组之一,在单层MX2材料的可控制备、精密表征和电催化产氢应用方面取得了一系列重要进展:基于范德华外延的机理,他们在晶格匹配的云母基底上首次获得了厘米尺度均匀的单层MoS2(Nano Lett. 13, 3870 (2013));在蓝宝石上获得了大畴区单层WS2(ACS Nano 7, 8963(2013));发展了一种新型的金属性箔材(Au箔)基底,实现了畴区尺寸可调单层MoS2的制备,借助STM/STS表征技术建立起了材料原子尺度的形貌/缺陷态、电子结构和电催化析氢之间的构效关系。
北京大学
2021-02-01