高質(zhì)量單層二硫化鎢實現(xiàn)低成本大面積制備

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中國科學(xué)院金屬研究所任文才研究組研究實現(xiàn)了高質(zhì)量均一嚴(yán)格單層二硫化鎢（WS2）單晶和薄膜的低成本、大面積制備，為其在柔性電子/光電子器件以及谷電子和自旋電子器件領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了材料基礎(chǔ)。

科研人員發(fā)現(xiàn)，金是唯一在高溫下不與硫反應(yīng)生成硫化物的金屬，并且具有催化活性，可有效降低三氧化鎢硫化過程的勢壘，且高溫下金中鎢原子的溶解度極低。

在此基礎(chǔ)上，他們提出采用金作為生長基體的表面催化常壓化學(xué)氣相沉積法，實現(xiàn)了高質(zhì)量、均一單層的毫米級尺寸WS2單晶以及大面積薄膜的制備。研究發(fā)現(xiàn)，金的催化活性以及金中極低的鎢溶解度，保證了均一單層的高質(zhì)量WS2晶體的生長。同時，可采用電化學(xué)鼓泡方法在不損壞金基體的情況下實現(xiàn)WS2的高質(zhì)量轉(zhuǎn)移。該方法制得的單層WS2具有很高的結(jié)晶質(zhì)量，表現(xiàn)出與機械剝離法制備的材料相比擬的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)。

此外，研究提出了卷對卷與電化學(xué)鼓泡相結(jié)合的無損轉(zhuǎn)移方法，實現(xiàn)了大面積單層WS2薄膜到柔性透明基體上的低成本連續(xù)轉(zhuǎn)移。并實現(xiàn)了大面積柔性透明的單層WS2薄膜晶體管陣列的制備，彎折上百次后電學(xué)性能仍不發(fā)生衰減

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