大尺寸均勻單層MoS2可控制備
單層半導體性過渡族金屬硫屬化合物(MX2:MoS2, WS2等)是繼石墨烯之后備受關注的二維層狀材料。該類材料具有優異的電學性質、強的光物相互作用、高效的催化特性等優點,在光電子學器件、傳感器件、電催化產氫等領域具有非常廣闊的應用前景。單層MX2材料的批量制備和高品質轉移是關鍵的科學問題。現有方法仍面臨著諸多重大挑戰,例如, 難以實現晶圓尺寸的層數均勻性、單晶疇區小、生長速度緩慢、生長襯底價格昂貴、轉移過程復雜、容易引入污染物等。 北京大學研發課題組是國內較早開展相關研究的課題組之一,在單層MX2材料的可控制備、精密表征和電催化產氫應用方面取得了一系列重要進展:基于范德華外延的機理,他們在晶格匹配的云母基底上首次獲得了厘米尺度均勻的單層MoS2(Nano Lett. 13, 3870 (2013));在藍寶石上獲得了大疇區單層WS2(ACS Nano 7, 8963(2013));發展了一種新型的金屬性箔材(Au箔)基底,實現了疇區尺寸可調單層MoS2的制備,借助STM/STS表征技術建立起了材料原子尺度的形貌/缺陷態、電子結構和電催化析氫之間的構效關系。
北京大學
2021-02-01