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二维二硫键（WS 2）作为具有独特层依赖性电子和光电特性的半导体材料，在光电设备领域表现出了有希望的应用前景。晶圆尺度单层WS 2膜的制造目前是一个至关重要的挑战，可以推动其在高级晶体管和集成电路中的应用。化学蒸气沉积（CVD）是一种可行的技术，用于制造大面积，高质量的单层WS 2膜，但其生长过程的复杂性导致低生长效率和WS 2的薄膜质量不一致。为了指导实验性努力以减少WS 2中的晶界，从而提高了膜质量以提高电子性能和机械稳定性，本研究通过第一原则理论计算研究了CVD增长过程中WS 2的成核机制。通过将化学势视为关键变量，我们在不同的实验条件下分析了WS 2的生长能曲线。我们的发现表明，调节钨和硫的前体的温度或压力可以决定性地影响WS 2的成核速率。值得注意的是，成核速率在1250 K的钨源温度下达到峰值，而硫源温度的升高或压力降低可以抑制成核速率，从而增强单层WS 2的结晶度和均匀性。这些见解不仅为根据需要在实验中微调核定率提供了强大的理论基础，而且还提供了优化实验参数以完善单层WS 2膜的结晶度和均匀性的战略指导。这些进步有望在一系列高性能电子设备中加速WS 2材料的部署，这标志着材料科学和工业应用领域的显着迈步。
Au(111) 表面WS2 成核控制的理论研究*
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