【摘 要】
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单原子层 WS2和单原子层 MoS2相类似,具有很多区别于体相的新奇特性：带隙从体相的间接带隙转变为单层的直接带隙、强的自旋-轨道耦合作用,以及强的光物相互作用等,因而在光电器件、纳电子器件等领域具有重要的应用前景。我们利用低压化学气相沉积方法在蓝宝石单晶上获得了大面积、大畴区(50μm)、高质量单层 WS2,同时实现了从单层到少层的可控生长。我们发现,在 Ar 的载气里面加入 H2,可以获得三角
【机 构】
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北京大学工学院材料科学与工程系,中国北京市海淀区颐和园路5号,100871;北京大学化学与分子工程学院纳米化学研究中心,中国北京市海淀区颐和园路5号,100871
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单原子层 WS2和单原子层 MoS2相类似,具有很多区别于体相的新奇特性：带隙从体相的间接带隙转变为单层的直接带隙、强的自旋-轨道耦合作用,以及强的光物相互作用等,因而在光电器件、纳电子器件等领域具有重要的应用前景。我们利用低压化学气相沉积方法在蓝宝石单晶上获得了大面积、大畴区(50μm)、高质量单层 WS2,同时实现了从单层到少层的可控生长。我们发现,在 Ar 的载气里面加入 H2,可以获得三角形的单晶 WS2和类蝴蝶、五角星形状等的多晶结构；通过温和的氧化过程,可以直接在 SEM 下识别多晶结构的畴区边界。高分辨透射电镜(HRTEM)及原位电学测量结果进一步证明了单层 WS2材料高的晶体质量。该研究对于单原子层 WS2的可控制备和多晶畴区的识别提供了重要的实验依据,对于未来其应用研究提供了必要的材料基础。
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