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通过杂化金属 - 有机化学蒸气沉积的2D半导体化学定制的生长
摘要：二维（2D）半导体过渡 - 金属二甲藻元化（TMDC）是激动人心的兴奋性物理和下一代电子设备的令人兴奋的平台，从而提出了强烈的需求，以了解其增长，兴奋剂和异质结构。尽管在固体源（SS-）和金属 - 有机化学蒸气沉积（MOCVD）中取得了显着进展，但仍需要进一步优化，以增强高度结晶的2D TMDC，并具有受控的掺杂。在这里，我们报告了一种混合MOCVD生长法，该方法结合了液相金属前体沉积和蒸气相机 - chalcogen的递送，以利用MOCVD和SS-CVD的优势。使用我们的混合方法，我们证明了WS 2的生长，具有从分离的单晶结构域到各种底物的连续单层膜的可调形态，包括蓝宝石，SIO 2和AU。这些WS 2膜表现出狭窄的中性激子光致发光线的宽度，低至27-28 MeV和室温迁移率最高34-36 cm 2 v-1 s-1。通过对液体前体组成的简单修改，我们证明了V掺杂WS 2，Mo X W 1-X S 2合金和面内WS 2 - MOS 2异质结构的生长。这项工作提出了一种有效的方法，可以在实验室规模上满足各种TMDC合成需求。关键字：金属 - 有机化学蒸气沉积，2D半导体生长，过渡金属二甲构代化，掺杂，合金，WS 2，MOS 2，MOS 2
硫退火对石墨烯对过渡金属生长的影响
Dichalcogenides (TMDCs) Ahmad Nizamuddin bin Muhammad Mustafa Sami Ramadan 1 , Peter K. Petrov 1 , Huanyu Zhou 1 , Giuseppe Mallia 1 , Nicholas Harrison 1 , Yasir Noori 2 , Shibin Thomas 2 , Victoria Greenacre 2 , Gill Reid 2 , Philip N Bartlett 2 , Kees de Groot 2 , Norbert Klein 1 1 Imperial College London, London, United Kingdom 2 University of Southampton, Southampton, United Kingdom a.bin-muhammad-mustafa21@imperial.ac.uk Two-dimensional (2D) heterostructures composed of graphene and Transition Metal Dichalcogenides (TMDCs) have garnered significant attention owing to their unique physics and potential applications in diverse设备。TMDC，包括MOS 2，WS 2，Mose 2和WSE 2，由于其带隙范围和强烈的轻度 - 互动，因此对电子和光电应用受到了电子和光电应用的青睐。TMDC和石墨烯中都没有悬空键，允许在异质结构中无缝集成，与单物质构型相比，为出色的设备铺平了道路。在使用机械去角质堆叠单个层的同时，化学蒸气沉积（CVD），电沉积和原子层沉积的最新进展为大面积的生长和可伸缩性提供了希望[1] [2]。但是，需要在生长后或生长后的高温暴露，可能会改变石墨烯的特性。我们研究了硫退火对石墨烯对TMDCS生长的电和结构特性的影响。在各种条件下，在温度范围为300-800°C的温度下进行系统退火。参考我们的发现表明，真空退火在石墨烯中诱导蚀刻，这会因硫种类的存在而加剧，从而导致电性能显着降解（图1）。值得注意的是，用自组装单层涂层的石墨烯会减轻这种降解，从而使高质量TMDC在石墨烯上沉积。MOS 2和WS 2对石墨烯的电沉积，然后进行硫退火后处理证明了该策略的功效。这项研究阐明了硫退火在影响石墨烯质量中的关键作用，并为TMDC在石墨烯上的生长铺平了道路，用于高性能电子应用。
![arXiv:2209.10054v1 [cond-mat.mtrl-sci] 2022 年 9 月 21 日](/simg/g:\will\search\icon\source\8\810764e6677aee8a8d25155d78caa5a4ade5e2dd.webp)
arXiv:2209.10054v1 [cond-mat.mtrl-sci] 2022 年 9 月 21 日
层状过渡金属二硫属化物 (TMDC) 具有各种电子、结构和传输现象，是电子器件中最有希望的应用材料 [1, 2]。在众多新状态中，这些化合物中的电荷密度波 (CDW) 相尤其受到关注，因为它在相图中与超导相邻 [3, 4]。就电子结构而言，CDW 相通常与费米面嵌套相关，费米面特定位置的间隙打开，由 CDW 波矢连接 [5–7]。作为响应，原子从其原来的位置移动，形成可通过扫描隧道电子显微镜 (STM) 实验可视化的超结构 [8–10]。在所有 TMDC 中，1T-VSe 2 是一个特殊的例子，因为它在块体中具有长波长 3D CDW 相。它经历与 4 a × 4 a × 3 不相称的 CDW。 18c 在 T ∗ = 110 K 附近出现周期性晶格畸变，随后在 80 K 附近第二次跃迁至相应的 CDW 态 [9–11]。另一方面，电子结构上的 CDW 相得到了角分辨光电子能谱 (ARPES) 的异常研究支持。例如，据报道在
使用Bcl3等离子体衍生的自由基对MOS2进行三维表面处理
ABSTRACT: The realization of next-generation gate-all-around field-effect transistors (FETs) using two-dimensional transition metal dichalcogenide (TMDC) semiconductors necessitates the exploration of a three-dimensional (3D) and damage-free surface treatment method to achieve uniform atomic layer-deposition (ALD) of a high-k dielectric film on the inert surface of a TMDC channel.这项研究开发了对MOS 2的BCl 3等离子体衍生的自由基处理，以使MOS 2表面功能化，以使超薄AL 2 O 3膜的随后ALD函数。微观结构验证证明，在平面MOS 2表面上大约2 nm厚2 O 3膜的覆盖范围，并使用从基板漂浮的悬浮的MOS 2通道确认了该技术对3D结构的适用性。密度功能理论计算由光学发射光谱和X射线光电子光谱测量值支撑，揭示了Bcl激进分子主要由BCL 3等离子体产生，并吸附在MOS 2上，并促进了Ultrathin Ald-Ald Ald-Ald 2 O 3膜的均匀成核。拉曼和单层MOS 2的光致发光测量以及底部门控的FET的电测量结果证实，由Bcl 3等离子体衍生的自由基治疗造成的可忽略不计。最后，证明了具有超薄ALD-Al 2 O 3（〜5 nm）栅极介电膜的顶部门控FET的成功操作，表明预处理的有效性。关键字：MOS 2，表面功能化，BCl 3等离子体，自由基，原子层沉积，高K介电
带有过渡的缺陷微腔 - 沉积物
使用过渡金属二进制基因生成元（TMDC）单层作为活性材料的创新微型和纳米层的研究和开发，由于其独特的电气，机械和光学特性，引起了极大的关注。在本报告中，详细介绍了被自组装并整合到介电分布式的bragg旋转结构中的光子缺失的微腔的制造，该结构完全封装了杜松子化的单层（WSE 2）（WSE 2）。WSE 2单层带有六角硼的封装过程产生的气泡会诱导微虫腔中的抛物线光子缺陷。这些缺陷导致直径依赖性的三维光学配置，这是通过实验研究和数值模拟确认的。此外，在谐振器中观察到输入输出特性中的显着非线性和激发功率依赖性的线宽缩小，表明激光操作通过光子自相关测量结果进行了验证。光子缺失的腔全部均在单个单层样品上形成，这表明多波长发射光子应用的潜在优势，并促进了基于TMDC的Prestruction Prestructuction Photonic-Donic-Defect Microlasers用于大规模制造。
![b'show电子特性，从半导体到超导。 [4]分层TMDC的整体结构由堆叠的X \ Xe2 \ X80 \ X93M \ Xe2 \ X80 \ X80 \ X93X三明治组成，这些三明治通过Van der waals的相互作用将其固定在一起。 [5,6]由于与内部的共价键相比，层间相互作用的弱性，因此可以在相对容易的方式中分离出单个X \ Xe2 \ X80 \ x80 \ x93m \ x93m \ x93m \ x93m \ x80 \ x80 \ x93x平板（也称为单层或单层）。主要多型型为1T，2H和3R，其中字母数字代码指示X \ XE2 \ X80 \ X93M \ X93M \ Xe2 \ X80 \ X80 \ X93X每单位单元格的X93X三明治加上结构对称性（H = Hexagonal，t = totragonal，t = totragonal，r = Rhombohedral）。 [5] MOS 2是具有低毒性的分层TMDC的原型示例。 [7] 2H（或单层的特定情况下1H）和1T作为MOS 2的最探索类型。 2H MOS 2具有三角棱柱结构，在热力学上是稳定的，可以在自然界中作为钼矿物矿物质。 [8]当大量2H MOS 2缩小到1H单层时，它会从'](/simg/g:\will\search\icon\source\7\7b39bb38fc7f601938f1f2aa929c33981b3cd7fe.webp)
b'show电子特性，从半导体到超导。 [4]分层TMDC的整体结构由堆叠的X \ Xe2 \ X80 \ X93M \ Xe2 \ X80 \ X80 \ X93X三明治组成，这些三明治通过Van der waals的相互作用将其固定在一起。 [5,6]由于与内部的共价键相比，层间相互作用的弱性，因此可以在相对容易的方式中分离出单个X \ Xe2 \ X80 \ x80 \ x93m \ x93m \ x93m \ x93m \ x80 \ x80 \ x93x平板（也称为单层或单层）。主要多型型为1T，2H和3R，其中字母数字代码指示X \ XE2 \ X80 \ X93M \ X93M \ Xe2 \ X80 \ X80 \ X93X每单位单元格的X93X三明治加上结构对称性（H = Hexagonal，t = totragonal，t = totragonal，r = Rhombohedral）。 [5] MOS 2是具有低毒性的分层TMDC的原型示例。 [7] 2H（或单层的特定情况下1H）和1T作为MOS 2的最探索类型。 2H MOS 2具有三角棱柱结构，在热力学上是稳定的，可以在自然界中作为钼矿物矿物质。 [8]当大量2H MOS 2缩小到1H单层时，它会从'
b'show电子特性，从半导体到超导。[4]分层TMDC的整体结构由堆叠的X \ Xe2 \ X80 \ X93M \ X93M \ Xe2 \ X80 \ X93X三明治组成，这些三明治通过van der waals相互作用将其固定在一起。[5,6]由于与内部的共价键相比，层间相互作用的弱点，因此单个X \ Xe2 \ X80 \ X93M \ X93M \ Xe2 \ X80 \ X80 \ X93X平板（也称为单层或单层）可以在相关的方式中隔离。主多型型为1T，2H和3R，其中字母数字代码指示X \ Xe2 \ X80 \ X93M \ X93M \ Xe2 \ X80 \ X80 \ X93X三明治每单位单元单元格以及结构对称性（H = H = Hexagonal，T = Totragonal，R = Totragonal，R = Rhombohed）。[5] MOS 2是层状TMDC低毒性的典型示例。[7] 2H（或单层特定情况下的1H）和1T是MOS 2的最探索类型。2H MOS 2具有三角骨结构，在热力学上是稳定的，可以在自然界中作为钼矿物矿物质。[8]当散装2H MOS 2缩小到1H单层时，它会从'
二维材料的工程带结构与远程MoiréFerroéJingding 1,2,3，Hanxiao Xiang 1,2,3，Wenqiang Zhou 2,3
5材料研究中心纳米结构科学研究中心，国家材料科学研究所，1-1纳米基，塔苏卡巴，日本305-0044 *乐队。反演对称性在菱形堆积的过渡金属二分法元素（TMDC）中赋予它们与平面电动极化相关的界面铁电性。通过将扭转角作为旋钮构建菱形堆积的TMDC，可以生成具有交替平面偏振的抗fiferroelelectric域网络。在这里，我们证明了这种并行堆叠的扭曲WSE 2中这种空间周期性的铁电极化可以将其Moiré电位烙印在远程双层石墨烯上。这种遥远的Moiré电位产生了明显的卫星电阻峰，除了石墨烯中的电荷 - 中性点，它们可以通过WSE 2的扭曲角度调节。我们对有限位移场上铁电滞后的观察表明，Moiré由远程静电电势传递。通过MoiréFerroelectricity构建的超级晶格代表了一种高度灵活的方法，因为它们涉及Moiré构造层与电子传输层的分离。这个远程莫伊尔被确定为弱势势，可以与常规的莫伊尔共存。我们的结果通过利用Moiré铁电性提供了二维材料的工程带结构和特性的全面策略。
超快电荷转移级联在混合
摘要：光电半导体设备中的创新是由对如何移动电荷和/或激子（电子 - 孔对）的基本理解驱动的，例如用于做有用工作的指定方向，例如制造燃料或电力。二维（2D）过渡金属二甲化物（TMDCS）和一维半导体的单壁碳纳米管（S-SWCNT）的多样性和可调性和光学性能使它们跨越了跨越HersoIftf的基本量子研究。在这里，我们演示了混合维度2D/1D/2D MOS 2/swcnt/WSE 2杂型词，该杂质可实现超快速光诱导的激发激素离解，然后进行电荷扩散和缓慢的重组。重要的是，相对于MOS 2/SWCNT异质数，异位层的载体产量是两倍，并且还展示了分离电荷克服层间激子结合能的能力，可以从一个TMDC/SWCNT界面扩散到另一个2D/1D界面，从而在COULOMBINDING INDENDINCLING INDEND INDENCE中分散。有趣的是，杂体似乎还可以有效地从SWCNT到WSE 2，这在相同准备的WSE 2 /SWCNT Heterobilayer中未观察到，这表明增加纳米级三层的复杂性可能会改变动态途径。我们的工作提出了“混合维度” TMDC/SWCNT的杂体，这是纳米级异位方面的载体动力学机械研究的有趣模型系统，以及用于高级光电系统中的潜在应用。关键字：过渡金属二分法，电荷转移，异质界，碳纳米管，激子O
二维量子材料：超越……的新方法
最近，新兴的量子材料 [1] 实现了以前不可能实现的功能，目前正在彻底改变先进量子技术的科学发展和创新。它的出现推动了先进量子光子学、先进通信、量子计算、先进光电器件等的发展 [2]。它为探索许多新的尖端科学和可能性提供了机会。在其众多可能的应用中，当前需要的一项基本发展是超快先进无线通信，从量子材料中寻找其解决方案是一个新的视角和潜在领域。当今快速发展的社会需要高数据速率、超低延迟、更好的频谱效率和在更高频段工作的设备。为了解决这个问题，数据速率需要达到每秒兆兆比特 (TBPS) 的数量级，从而导致新兴的第六代 (6G) 网络，这可以通过将操作频段推向潜在的太赫兹 (THz) 范围来实现 [3]。石墨烯是所有二维 (2D) 材料之母，它的发现获得了诺贝尔奖，从那时起，许多二维材料被发现。 2D 材料是原子级薄的材料，包括石墨烯、过渡金属二硫属化物 (TMDC)，例如 MoS 2 [6]、WS 2 、MoSe 2 [7]、WSe 2 [8]、六方氮化硼 (h-BN)、磷烯、硅烯（2D 硅）、锗（2D 锗）、硼烯（2D 硼）和 MXenes（2D 碳化物/氮化物）[9]。由于 2D 材料为原子级薄，且其独特的电子和光学特性源于量子限制效应 [9]，因此被称为“量子材料” [1]。可调带隙、大载流子迁移率和增强的光物质相互作用等特性使 2D 材料成为太赫兹应用的有希望的候选材料，可用作发射器、探测器、调制器和光源。其独特的光-物质相互作用源于激子能量动力学，这种动力学仅因二维结构中的量子限制而存在，由于其与太赫兹频率的共振，透射率增强。尽管石墨烯具有非线性光学行为、高光学透明度、高载流子迁移率和表面电导率等非凡特性 [5]，使其适用于太赫兹应用，但它受到空气污染性质、零带隙和不稳定的离域 π 电子的限制，而这些限制在 TMDC 等其他二维材料中并不存在。此外，TMDC 的高调制效率推动了使用石墨烯制造异质结构的创新新趋势 [5]。这种异质结构结合了石墨烯的特性，同时克服了其缺点，从而提供了进一步增强和更好的性能 [10]。有关这方面的更多细节将在演讲中讨论和描述。
PI：Larry Curtiss 联合 PI：Amin Salehi-Khojin、Anh Ngo ...
这项工作的目的是通过新颖的设计和预测，推进在空气环境中运行的 Li-O 2 电池概念，使其具有较长的循环寿命和较高的效率。 这项工作的主要目标是使其能够在空气环境中运行，从而提高 Li-O 2 电池实际应用所需的体积能量密度 重点是发现新的电解质和添加剂组合，以促进具有高氧还原和释放活性的二维过渡金属二卤化物 (TMDC) 催化剂的阴极功能。 由于其理论比能高，Li-O 2 电池被认为是运输应用领域中锂离子电池的潜在替代品 在这个项目中，我们还将探索其他基于化学转化原理运行的可实际应用的电池新概念。