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高质量单层二硫化钨实现低成本大面积制备

日期:2015-11-10

大面积高质量均一单层WS2单晶、薄膜及柔性透明薄膜晶体管阵列

《自然通讯》杂志近日在线发表了中国科学院金属研究所任文才研究组的一项成果,研究实现了高质量均一严格单层二硫化钨(WS2)单晶和薄膜的低成本、大面积制备,为其在柔性电子/光电子器件以及谷电子和自旋电子器件领域的应用奠定了材料基础。

 科研人员发现,金是唯一在高温下不与硫反应生成硫化物的金属,并且具有催化活性,可有效降低三氧化钨硫化过程的势垒,且高温下金中钨原子的溶解度极低。

在此基础上,他们提出采用金作为生长基体的表面催化常压化学气相沉积法,实现了高质量、均一单层的毫米级尺寸WS2单晶以及大面积薄膜的制备。研究发现,金的催化活性以及金中极低的钨溶解度,保证了均一单层的高质量WS2晶体的生长。同时,可采用电化学鼓泡方法在不损坏金基体的情况下实现WS2的高质量转移。该方法制得的单层WS2具有很高的结晶质量,表现出与机械剥离法制备的材料相比拟的光学和电学性质。

此外,研究提出了卷对卷与电化学鼓泡相结合的无损转移方法,实现了大面积单层WS2薄膜到柔性透明基体上的低成本连续转移。并实现了大面积柔性透明的单层WS2薄膜晶体管阵列的制备,弯折上百次后电学性能仍不发生衰减。中国科学报

http://tech.hexun.com/2015-10-27/180138041.html

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