二维过渡金属二醇化物(2DTMDs)的可控蚀刻对于理解2D材料的生长机制和2D材料图案化至关重要,但其仍然极具挑战性。近日,湖南大学段曦东报道了一种合理的策略来控制2D TMDs蚀刻孔的末端原子。
本文要点:
1) 通过结合激光照射,作者利用在特定气氛下改进的各向异性热蚀刻工艺在2D TMD上创建了末端原子可控的蚀刻孔阵列。并通过在热蚀刻阶段调节气体气氛,可以获得由W-ZZ边缘和S-ZZ(Se-ZZ)边缘(在纯Ar气氛中)交替终止的六边形蚀刻孔阵列和由S-ZZ边缘(Se-ZZ)终止的三角形蚀刻孔阵列(在Ar/硫(硒)蒸气气氛中)。
2) 作者利用密度泛函理论(DFT)揭示了其不同边缘的形成能量以及金属原子和硫族化物原子在不同气氛下的不同活性,从而决定了空穴的末端原子。该工作可以增强科研工作者对2D TMD的蚀刻和生长的理解。通过该工作构建的二维TMDs孔阵列在催化、非线性光学、自旋电子学和大规模集成电路中具有重要应用。
Ziwei Huang Terminal Atom-Controlled Etching of 2D-TMDs Adv. Mater. 2023
DOI: 10.1002/adma.202211252
https://doi.org/10.1002/adma.202211252