Geçiş metali dikalkojenit tek tabakaları - Transition metal dichalcogenide monolayers

(a) Altıgen bir TMD tek tabakasının yapısı. M atomları siyahtır ve X atomları sarıdır. (b) Yukarıdan görülen altıgen bir TMD tek tabakası.

Geçiş metali dikalkojenür (TMD veya TMDC) tek katmanlar atomik olarak ince yarı iletkenler MX tipi2, M a ile Geçiş metali atom (Pzt, W, vb.) ve X a kalkojen atom (S, Se veya Te ). Bir M atomu tabakası iki X atomu tabakası arasına sıkıştırılmıştır. Sözde geniş ailenin bir parçasıdırlar. 2D malzemeler, olağanüstü inceliğini vurgulamak için adlandırılmıştır. Örneğin, MoS2 tek tabaka yalnızca 6,5 ​​A kalınlığındadır. Bu malzemelerin temel özelliği, 2 boyutlu yapıdaki büyük atomların birinci sıraya kıyasla etkileşimidir. geçiş metali dikalkojenidleri, Örneğin., WTe2 anormal sergiliyor dev manyetorezistans ve süperiletkenlik.[1]

Keşfi grafen makroskopik boyutlarda bir yığın kristali bir atomik katmana kadar inceltildiğinde yeni fiziksel özelliklerin nasıl ortaya çıktığını gösterir. Sevmek grafit TMD yığın kristalleri, birbirine bağlı tek tabakalardan oluşur. van-der-Waals cazibe merkezi. TMD tek katmanları, aşağıdakilerden belirgin bir şekilde farklı özelliklere sahiptir: yarı metal grafen:

TMD tek katmanları üzerindeki çalışma, doğrudan bant aralığının keşfedilmesinden bu yana ortaya çıkan bir araştırma ve geliştirme alanıdır.[2] ve elektronikteki potansiyel uygulamalar [13][3] ve vadi fiziği.[7][8][9] TMD'ler genellikle diğer 2D malzemeler sevmek grafen ve altıgen bor nitrür yapmak van der Waals heteroyapıları. Bu heteroyapıların, muhtemelen transistörler gibi birçok farklı cihaz için yapı taşları olarak kullanılmak üzere optimize edilmesi gerekir. Güneş hücreleri, LED'ler, fotodetektörler, yakıt hücreleri, fotokatalitik ve algılama cihazları. Bu cihazlardan bazıları zaten günlük yaşamda kullanılmaktadır ve TMD tek katmanları kullanılarak daha küçük, daha ucuz ve daha verimli hale gelebilir.[14][15]

Kristal yapı

TMD'lerin kristal yapısı

Geçiş metali dikalkojenidleri (TMD'ler) üç atom düzleminden ve genellikle iki atomik türden oluşur: bir metal ve iki kalkojen. Bal peteği, altıgen kafes üç katlı simetriye sahiptir ve ayna düzlemi simetrisine ve / veya ters çevirme simetrisine izin verebilir.[16] Makroskopik yığın kristalde veya daha kesin olarak çift sayıda tek tabaka için kristal yapı bir ters çevirme merkezine sahiptir. Bir tek katman (veya herhangi bir tek sayıda katman) söz konusu olduğunda, kristal bir ters çevirme merkezine sahip olabilir veya olmayabilir.

Kırık inversiyon simetrisi

Bunun iki önemli sonucu:

  • doğrusal olmayan optik gibi fenomenler ikinci harmonik nesil. Kristal bir lazer tarafından uyarıldığında, çıkış frekansı iki katına çıkarılabilir.[17][18][19][20]
  • bir elektronik bant yapısı hem iletim hem de değerlik bandı kenarlarının 2D altıgenin eşdeğer olmayan K noktalarında (K + ve K-) bulunduğu doğrudan enerji boşlukları ile Brillouin bölgesi. K + (veya K-) noktasının yakınındaki bantlar arası geçişler, sağ (veya sol) dairesel foton polarizasyon durumlarına bağlanır. Bu sözde vadiye bağlı optik seçim kuralları ters simetri kırılmasından kaynaklanır. Bu, belirli vadi durumlarını (K + veya K-) ele almak için uygun bir yöntem sağlar. dairesel polarize (sağ veya sol) optik uyarma.[9] Güçlü spin bölme ile birlikte, spin ve vadi serbestlik derecesi birbirine bağlanarak kararlı vadi polarizasyonu sağlar.[21][22][23]

Bu özellikler, TMD tek katmanlarının, karşılık gelen olası uygulamalarla spin ve vadi fiziğini keşfetmek için umut verici bir platformu temsil ettiğini göstermektedir.

Özellikleri

Taşıma özellikleri

Bir bölümünün temsili şeması alan etkili transistör MoS tek tabakasına dayalı2[3]

Mikron altı ölçeklerde, 3D malzemeler artık 2D biçimleriyle aynı davranışa sahip değildir, bu da bir avantaj olabilir. Örneğin, grafen çok yüksek taşıyıcı hareketliliği ve buna bağlı olarak daha düşük kayıplar Joule etkisi. Ama grafende sıfır var bant aralığı diskalifiye edici derecede düşük açma / kapama oranı transistör uygulamalarında. TMD tek tabakaları bir alternatif olabilir: yapısal olarak kararlıdırlar, bir bant boşluğu gösterirler ve elektron hareketliliği gösterirler. silikon, böylece transistörleri imal etmek için kullanılabilirler.

İnce tabakalı TMD'lerin toplu TMD'lere göre daha düşük bir elektron hareketliliğine sahip olduğu bulunmasına rağmen, büyük olasılıkla inceliği onları hasara karşı daha duyarlı hale getirdiğinden, TMD'lerin HfO ile kaplandığı bulunmuştur.2 veya altıgen bor nitrür (hBN) bunların etkili taşıyıcı hareketliliğini arttırır.[24]

Optik özellikler

A ve B'nin teorik enerjileri eksitonlar[25]
A (eV)A (nm)B (eV)B (nm)
MoS21.786951.96632
MoSe21.508251.75708
MoTe21.0611701.36912
WS21.846732.28544
WSe21.528152.00620

Bir yarı iletken emebilir fotonlar bant aralığından daha büyük veya ona eşit enerjiye sahip. Bu, daha kısa dalga boyuna sahip ışığın emildiği anlamına gelir. Yarı iletkenler tipik olarak verimli yayıcılardır. iletim bandı enerji aynı pozisyonda k-alanı değerlik bandının maksimum değeri olarak, yani bant aralığı doğrudandır. Dökme TMD malzemesinin iki tek katmanlı kalınlığa kadar olan bant aralığı hala dolaylıdır, bu nedenle emisyon verimliliği tek katmanlı malzemelere kıyasla daha düşüktür. Emisyon verimliliği yaklaşık 10'dur4 TMD tek tabakası için dökme malzemeden daha büyüktür.[4] TMD tek katmanlarının bant boşlukları görünür aralıktadır (400 nm ile 700 nm arasında). Doğrudan emisyon iki gösterir eksitonik A ve B olarak adlandırılan geçişler dönme yörünge bağlantısı enerji. En düşük enerji ve dolayısıyla yoğunlukta en önemli olan A emisyonudur.[2][26] Doğrudan bant boşlukları nedeniyle, TMD tek tabakaları, optoelektronik uygulamalar.

Bir MoS tek tabakasına dayanan bir ultra hassas Fotodetektör bölümünün temsili şeması2[5]

MoS'nin atomik katmanları2 olarak kullanılmıştır fototransistör ve aşırı duyarlı dedektörler. Fototransistörler önemli cihazlardır: İlk MoS'li2 tek tabakalı aktif bölge, 7,5 mA W'lık bir ışığa duyarlılık gösterir.−1 6,1 mA W'a ulaşan grafen cihazlara benzer−1. Çok Katmanlı MoS2 yaklaşık 100 mA W olmak üzere daha yüksek foto tepkileri göster−1, silikon cihazlara benzer. Bir tek katmanın uzak kenarlarında altın bir temas oluşturmak, ultra duyarlı bir detektörün imal edilmesini sağlar.[5] Böyle bir dedektör, 880 A W'a ulaşan bir ışık duyarlılığına sahiptir.−1, 106 ilk grafenden daha büyük fotodetektörler. Bu yüksek derecede elektrostatik kontrol, tek tabakanın ince aktif bölgesinden kaynaklanmaktadır. Basitliği ve yalnızca bir yarı iletken bölgesine sahip olması gerçeği, halbuki mevcut nesil fotodetektörler tipik olarak Pn kavşağı, yüksek hassasiyetli ve esnek fotodetektörler gibi endüstriyel uygulamaları mümkün kılar. Şu anda mevcut cihazlar için tek sınırlama, yavaş foto-yanıt dinamikleridir.[5]

Mekanik özellikler

MoS gibi TMD tek katmanlarının kullanımına ilgi2, WS2ve WSe2 3B'de dolaylı bir bant boşluğundan 2B'de doğrudan bir bant boşluğuna geçiş nedeniyle esnek elektronikte kullanım, bu malzemelerin mekanik özelliklerinin önemini vurgular.[27] Toplu numunelerden farklı olarak, 2D malzeme katmanlarını eşit şekilde deforme etmek çok daha zordur ve sonuç olarak, 2D sistemlerin mekanik ölçümlerini almak daha zordur. Atomik kuvvet mikroskobu (AFM) nanoindentasyon adı verilen bu zorluğun üstesinden gelmek için geliştirilen bir yöntem, bir AFM konsoluyla bir delikli alt tabaka üzerinde asılı duran bir 2D tek tabakayı bükmeyi ve uygulanan kuvvet ve yer değiştirmeyi ölçmeyi içerir.[28] Bu yöntem sayesinde, MoS'nin kusursuz mekanik olarak pul pul dökülmüş tek tabakalı pulları2 kırılmadan önce maksimum% 10'luk bir gerilimle Young modülünün 270 GPa olduğu bulunmuştur.[29] Aynı çalışmada, iki tabakanın mekanik olarak MoS ile pul pul döküldüğü bulundu.2 pullar, 200 GPa'lık daha düşük bir Young modülüne sahiptir ve bu, tek tabakadaki ara tabaka kaymasına ve kusurlarına atfedilir.[29] Artan pul kalınlığı ile pulun bükülme sertliği baskın bir rol oynar ve Young modülünün çok katmanlı, 5-25 katmanlı, mekanik olarak pul pul dökülmüş MoS olduğu bulunmuştur.2 pul 330 GPa'dır.[30]

WS gibi diğer TMD'lerin mekanik özellikleri2 ve WSe2 ayrıca belirlenmiştir. Young modülü çok katmanlı, 5-14 katmanlı, mekanik olarak pul pul dökülmüş WSe2 maksimum% 7 gerinimle 167 GPa olarak bulunmuştur.[31] WS için2Young'ın kimyasal buhar biriktirilmiş tek tabakalı pullarının modülü 272 GPa'dır.[32] Bu aynı çalışmadan Young modülü, MoS'nin CVD ile yetiştirilen tek tabakalı pulları2 264 GPa olarak bulunmuştur.[32] Bu, Young'ın pul pul dökülmüş MoS modülü olarak ilginç bir sonuçtur.2 pul, CVD'de yetiştirilen MoS ile neredeyse aynıdır2 pul. Kimyasal olarak buharla biriktirilen TMD'lerin, toplu tek kristallerden elde edilen mekanik olarak pul pul dökülmüş filmlere kıyasla daha fazla kusur içereceği genel olarak kabul edilir, bu da pulda bulunan kusurların (nokta kusurları, vb.) pulun kendisinin gücü.

Gerinim uygulaması altında, doğrudan ve dolaylı bant aralığındaki gerilme ile yaklaşık olarak doğrusal olan bir azalma ölçülür.[33] Daha da önemlisi, dolaylı bant aralığı, tek tabakaya uygulanan gerilim ile doğrudan bant aralığına göre daha hızlı azalır ve yaklaşık% 1'lik bir gerilim seviyesinde doğrudan dolaylı bant aralığına geçişle sonuçlanır.[34] Sonuç olarak, tek tabakaların emisyon verimliliğinin yüksek derecede gerilmiş numuneler için düşmesi beklenmektedir.[35] Bu özellik, elektronik yapının mekanik olarak ayarlanmasına ve ayrıca esnek alt tabakalar üzerinde cihazların imal edilmesine izin verir.

TMD tek katmanlarının imalatı

Pul pul dökülme

Eksfoliasyon bir yukarıdan aşağıya yaklaşmak. Toplu formda, TMD'ler Van-der-Waals kuvvetleriyle bağlanan katmanlardan oluşan kristallerdir. Bu etkileşimler, Kimyasal bağlar MoS'de Mo ve S arasında2, Örneğin. Bu nedenle TMD tek tabakaları, grafen gibi mikromekanik bölünme ile üretilebilir.

TMD kristali, başka bir malzemenin (herhangi bir katı yüzeyin) yüzeyine sürülür. Pratikte, yapışkan bant TMD dökme malzeme üzerine yerleştirilir ve ardından çıkarılır. Dökme malzemeden çıkan küçük TMD pulları olan yapışkan bant, bir alt tabakaya indirilir. Yapışkan bandı alt tabakadan çıkarırken, TMD tek tabakası ve çok tabakalı pullar bırakılır. Bu teknik, tipik olarak çapı yaklaşık 5-10 mikrometre olan küçük tek tabakalı malzeme örnekleri üretir.[36]

Büyük miktarlarda pul pul dökülmüş malzeme, TMD malzemelerini çözücüler ve polimerlerle harmanlayarak sıvı fazda pul pul dökülme kullanılarak da üretilebilir.[37]

Kimyasal buhar birikimi

Kimyasal buhar birikimi (CVD), geçiş metali dikalkojenitlerini sentezlemek için kullanılan başka bir yaklaşımdır. Birçok farklı TMD'yi sentezlemek için geniş çapta kullanılmıştır çünkü farklı TMD materyalleri için kolayca uyarlanabilir. Genel olarak, TMD'lerin CVD büyümesi, malzemeye, tipik olarak bir geçiş metal oksit ve saf kalkojenin, üzerinde malzemenin oluşacağı alt tabakanın bulunduğu bir fırına konulmasıyla elde edilir.[38] Fırın, tipik olarak N gibi bir inert gaz ile yüksek sıcaklıklara (650 ila 1000 ° C arasında herhangi bir yerde) ısıtılır.2 veya Ar, borudan akıyor.[38] Bazı malzemeler H gerektirir2 gaz oluşumu için bir katalizör olarak, bu nedenle inert gazdan daha küçük miktarlarda fırın içinden akabilir.[39]

Geleneksel CVD'nin dışında, TMD'leri sentezlemek için metal organik kimyasal buhar biriktirme (MOCVD) kullanılmıştır. Yukarıda açıklanan geleneksel CVD'nin aksine, MOCVD, katı öncüllerin aksine gazlı öncüler kullanır ve MOCVD genellikle 300 ila 900 ° C arasındaki herhangi bir yerde daha düşük sıcaklıklarda gerçekleştirilir.[40] MOCVD'nin geleneksel CVD'den daha tutarlı gofret ölçeğinde büyüme sağladığı görülmüştür.

CVD, ek karmaşıklığına rağmen mekanik pul pul dökülme yerine sıklıkla kullanılır, çünkü mekanik pul pul dökülme yöntemi kullanılarak üretilen kabaca 5-10 mikronluk yüzey alanlarının aksine boyut olarak 5 ila 100 mikron arasında değişen tek tabakalar üretebilir.[41] CVD tarafından üretilen TMD tek tabakaları, mekanik pul pul dökülme ile üretilen pullardan daha geniş bir yüzey alanına sahip olmakla kalmaz, genellikle daha üniformdur. Çok katmanlı alanları çok az olan veya hiç olmayan tek katmanlı TMD pulları, genellikle birçok çok katmanlı alana sahip olan mekanik pul pul dökülme ile üretilen örneklerin aksine kimyasal buhar biriktirme ile üretilebilir.[36][38]

Moleküler kiriş epitaksisi

Moleküler kiriş epitaksisi (MBE), atomik tek tabaka kalınlık kontrolü ile yarı iletken cihazları büyütmek için yerleşik bir tekniktir. Umut verici bir gösteri olarak, yüksek kaliteli tek katmanlı MoSe2 örnekler MBE tarafından grafen üzerinde büyütülmüştür.[42]

Elektronik bant yapısı

Bant aralığı

Toplu formda, TMD'nin bir dolaylı boşluk merkezinde Brillouin bölgesi oysa tek tabakalı boşluk haline gelir direkt ve K noktasında yer almaktadır.[43][2]

Spin-yörünge kuplajı

Spin-yörünge bağlaşımının teorik enerjileri[44][45]
Değerlik bandı

bölme (eV)

İletim bandı

bölme (eV)

MoS20.1480.003
WS20.4300.026
MoSe20.1840.007
WSe20.4660.038
MoTe20.2190.034

TMD'ler için, atomlar ağırdır ve dış katmanların elektronik durumları, güçlü bir d-orbitaldendir. dönme yörünge bağlantısı. Bu spin yörünge kuplajı spinleri kaldırır yozlaşma hem iletim hem de değerlik bandında, yani spin yukarı ve aşağı durumları arasında güçlü bir enerji ayrımı sağlar. MoS durumunda2, iletim bandındaki spin yarılması meV aralığında, WS gibi diğer malzemelerde daha belirgin olması bekleniyor2.[46][47][48] Değerlik bandındaki spin yörünge bölünmesi birkaç yüz meV'dir.

Spin-Valley birleşmesi ve elektron vadisi serbestlik derecesi

Döndürme bölmeleri ve optik seçim kuralları[45]
Bir MoS'nin Fotolüminesansı (PL)2 σ + polarize lazerle uyarılmış 4 K'da tek tabaka. Tek katman, gelen ışığı emer ve daha düşük enerjide yeniden yayar.

Tarafından önerildiği gibi, taşıyıcıların şarj veya spin serbestlik derecesini kontrol ederek Spintronics yeni cihazlar zaten yapıldı. K-uzayında elektronik bant yapısında farklı iletim / değerlik bandı ekstremaları varsa, taşıyıcı bu vadilerden birinde sınırlanabilir. Bu serbestlik derecesi yeni bir fizik alanı açar: taşıyıcıların kontrolü k-vadi indeksi, aynı zamanda Valleytronics.[21][49]

TMD tek katmanlı kristalleri için, eşlik simetrisi kırıldı, artık ters çevirme merkezi yok. 2D altıgen Brillouin bölgesindeki farklı yönlerdeki K vadileri artık eşdeğer değildir. Yani K + ve K- adında iki tür K vadisi vardır. Ayrıca değerlik bandında farklı spin durumlarının güçlü bir enerji dejenereliği vardır. Bir vadinin diğerine dönüşümü, zamanı ters çevirme operatörü. Ayrıca, kristal simetri vadiye bağlı optik seçim kurallarına yol açar: a sağ dairesel polarize foton (σ +), K + vadisinde bir taşıyıcıyı başlatır ve bir sol dairesel polarize foton (σ-) K- vadisinde bir taşıyıcıyı başlatır.[7] Bu iki özellik sayesinde (spin-vadi birleşmesi ve optik seçim kuralları), spesifik polarizasyon ve enerjiye sahip bir lazer, elektron vadi durumlarını (K + veya K-) ve spin durumlarını (yukarı veya aşağı) başlatmaya izin verir.[1]

Işığın emisyonu ve soğurulması: eksitonlar

Tek bir TMD katmanı, gelen ışığın% 20'sine kadar emebilir,[5] Bu kadar ince bir malzeme için benzeri görülmemiş bir durum. Uygun enerjiye sahip bir foton bir TMD tek tabakası tarafından absorbe edildiğinde, iletim bandında bir elektron yaratılır; şu anda değerlik bandında eksik olan elektron, delik adı verilen pozitif yüklü yarı parçacık tarafından asimile edilir. Negatif yüklü elektron ve pozitif yüklü delik, Coulomb etkileşimi, adı verilen bağlı bir durum oluşturan eksiton hangi olarak düşünülebilir hidrojen atomu (biraz farkla). Bu Bosonik benzeri yarı-parçacık çok iyi bilinmekte ve geleneksel yarı iletkenlerde çalışılmaktadır. GaAs ve ZnO ancak TMD'de uygulamalar ve temel fizik eğitimi için heyecan verici yeni fırsatlar sağlar. Nitekim, indirgenmiş dielektrik tarama ve kuantum boyut etkisi Bu ultra ince malzemelerde bulunan eksitonların bağlanma enerjisini geleneksel yarı iletkenlerdekinden çok daha güçlü kılar. TMD ailesinin dört ana üyesinin tümü için yüzlerce meV'nin bağlanma enerjileri gözlemlenir.[20][26][50][51][52]

Bir eksitonun enerji seviyesi diyagramı sanki bir hidrojen atomuymuş gibi.[53]

Daha önce de belirtildiği gibi, bir eksitonu, bir elektronun bir deliğe bağlı olduğu bir hidrojen atomuymuş gibi düşünebiliriz. Temel fark, bu sistemin kararlı olmaması ve burada değerlik bandında bir elektronla temsil edilen vakum durumuna gevşeme eğiliminde olmasıdır. Eksiton 'temel durumu' (n = 1) ile 'vakum durumu' arasındaki enerji farkına optik boşluk adı verilir ve bir eksiton yeniden birleştiğinde yayılan fotonun enerjisidir. Bu, TMD tek tabakaları tarafından yayılan fotonların enerjisidir ve X etiketli olanlar gibi fotolüminesans (PL) deneylerinde büyük emisyon zirveleri olarak gözlemlenir.0 Şekilde. Bu resimde bağlanma enerjisi EB serbest parçacık bant aralığı ile optik bant aralığı arasındaki fark olarak tanımlanır ve her zamanki gibi deliği ve elektronu ayırmak için gereken enerjiyi temsil eder. Bu enerji farkının varlığına bant aralığı yeniden normalizasyonu denir. Eksitonik uyarılmış durumlar daha yüksek enerjilerde ve farklı tekniklerle gözlemlendiğinden, hidrojen atomu ile analoji burada bitmiyor.[20][50]

Değerlik bandının spin-yörünge bölünmesi nedeniyle, TMD'de A- ve B-eksitonlar olarak adlandırılan iki farklı eksiton serisi mevcuttur. A serisinde delik, Valans bandının üst kolunda bulunurken, B-eksiton için delik alt daldadır. Sonuç olarak, B-eksiton için optik boşluk daha büyüktür ve karşılık gelen tepe, PL ve yansıtma ölçümlerinde daha yüksek enerjide bulunur.

Başka bir tepe noktası genellikle, TMD tek katmanlarının PL spektrumlarında görülür ve bu, farklı yarı parçacıklarla ilişkilendirilir. Trionlar.[54][55] Bunlar, bir elektron veya delik olabilen başka bir serbest taşıyıcıya bağlı eksitonlardır. Sonuç olarak, bir trion, negatif veya pozitif yüklü bir komplekstir. Bir PL spektrumunda, eksiton rekombinasyonu ile ilişkili pikten nihayetinde daha güçlü olan güçlü bir trion pikinin varlığı, katkılı bir tek tabakanın bir imzasıdır. Şimdi bu katkılamanın dışsal olduğuna inanılıyor, bu da substratta bulunan yüklü tuzak durumlarından (genellikle SiO22). Bir TMD tek tabakasını iki hBN tabakası arasına yerleştirmek, bu dış katkıyı ortadan kaldırır ve numunenin optik kalitesini büyük ölçüde artırır.[53][56]

Daha yüksek uyarma güçlerinde Biexcitons[57][58] tek tabakalı TMD'lerde de gözlemlenmiştir. Bu kompleksler, iki bağlı eksiton tarafından oluşturulur. Teori, yüklü bioksiztonlar (kuintonlar) ve iyona bağlı bieksiytonlar gibi daha büyük yük taşıyıcı komplekslerinin stabil olduğunu ve PL spektrumlarında görünür olması gerektiğini öngörür.[59] Ek olarak, kuantum ışığının bu malzemelerdeki çeşitli konfigürasyonlarda nokta kusurlarından kaynaklandığı gözlemlenmiştir.[60][61][62][63][64][65]

TMD tek katmanlarının radyasyon etkileri

TMD'lerde kusurlar yaratmak için kullanılan yaygın radyasyon biçimleri, bu malzemelerin yapısını ve elektronik performansını etkileyen parçacık ve elektromanyetik ışınlamadır. Bilim adamları, uzay veya nükleer reaktörler gibi yüksek radyasyonlu ortamlarda kullanılacak bu malzemelerin radyasyon tepkisini inceliyorlar.[66] Bu benzersiz malzeme sınıfındaki hasar, esas olarak metallerin püskürtülmesi ve yer değiştirmesi veya radyoliz ve yalıtkanlar ve yarı iletkenler için yükleme yoluyla meydana gelir. Bir atomu püskürtmek için elektron, çarpma hasarı eşiğini aşmak için yeterli enerjiyi aktarabilmelidir.[67] Yine de, bu enerjinin kesin ölçülebilir tespiti hala TMD'ler için belirlenmelidir. MoS'yi düşünün2 örnek olarak, püskürtme yoluyla TEM maruziyeti, kafeste boşluklar yaratır, bu boşlukların daha sonra spektroskopik çizgilerde birlikte toplandığı gözlemlenir. Ek olarak, bu malzemelerin radyasyon tepkisine bakıldığında, en önemli olduğu kanıtlanan üç parametre substrat seçimidir,[68] numune kalınlığı,[69] ve numune hazırlama süreci.[70]

Janus TMD tek tabakaları

Yeni bir asimetrik geçiş metali dikalkojenit türü olan Janus TMDs tek tabakaları, düzlem dışı yapısal simetrinin aşağıdaki yollarla kırılmasıyla sentezlenmiştir. plazma destekli kimyasal buhar biriktirme.[71] Janus TMD'lerin tek katmanları, asimetrik bir yapı MXY gösterir (M = Mo veya W, X / Y = S, Se veya Te)[72] düzlem dışı optik sergileme dipol[73] ve piezoelektriklik[74] polar olmayan bir TMD tek tabakasında bulunmayan dikalkojenitler arasındaki elektronik dalga fonksiyonundaki dengesizlik nedeniyle, MX2. Ek olarak, Janus MoSSe'nin asimetrik yapısı gelişmiş bir Rashba spin-yörünge etkileşimi Asimetrik olarak Janus TMD'lerin tek tabakasının umut verici bir aday olabileceğini düşündürmektedir. spintronik uygulamalar. Ek olarak, Janus TMD'lerin tek tabakası, aşağıdakiler için mükemmel bir malzeme olarak kabul edilmiştir: elektrokataliz[75] veya fotokataliz.[76]

Janus MoSSe şu şekilde sentezlenebilir: indüktif eşleşmiş plazma CVD (ICP-CVD). MoS üzerindeki kükürt atomlarının en üst tabakası2 MoSH, bir ara durum oluşturan hidrojen iyonları kullanılarak sıyrılır. Daha sonra ara durum, hidrojen ve argon gazlarından oluşan bir ortamda 250 ° C'de termal tavlama ile selenlenir.[71]

Başvurular

Elektronik

2011'de ilk alan etkili transistör (FET) tek tabakalı MoS'den yapılmıştır2 rapor edildi. 10'u aşan mükemmel bir açma / kapama oranı gösterdi8 2D kanalda iletim üzerinde mükemmel elektrostatik kontrol sayesinde oda sıcaklığında.[77] Bunu takiben MoS'den yapılan FET'ler2, MoSe2, WS2ve WSe2 yapıldı. Hepsi sadece elektron hareketliliği ve bant aralığı nedeniyle değil, aynı zamanda çok ince yapıları onları ince, esnek elektroniklerde kullanım için umut verici kıldığı için umut veriyor.[78]

Algılama

TMD'lerin sahip olduğu bant boşluğu, onları grafenin yerine atomik olarak ince sensörler için ideal hale getirir. Bu sensörler, gazlardan sıvılara, proteinler veya DNA gibi biyolojik materyallere kadar her şeyi algılamak için kullanılmıştır. Çoğu zaman, sensörler yukarıda detaylandıracağım FET'lere dayanır. FET tabanlı biyosensörler, tek tabakalı TMD'ye bağlı reseptörlere dayanır. Hedef moleküller reseptörlere bağlandığında, transistörden akan akımı etkiler.[79]

Bununla birlikte, DNA'daki azotlu bazların geçerken tespit edilebildiği gösterilmiştir. nano gözenekler MoS'da yapıldı2.[80] Nanogözenek sensörleri, bir malzemedeki nanogözenek aracılığıyla iyonik akımı ölçmeye dayanır. Tek bir DNA ipliği gözenekten geçtiğinde, her baz için iyonik akımda belirgin bir azalma olur. Nanopordan akan akımı ölçerek, DNA daha sonra sıralanabilir.[80]

Bu tarihe kadar, çoğu sensör MoS'den oluşturulmuştur.2WS olmasına rağmen2 potansiyel bir sensör olarak araştırılmıştır.[81]

Referanslar

  1. ^ a b Eftekhari, A. (2017). "Tungsten dikalkojenitler (WS2, WSe2ve WTe2): malzeme kimyası ve uygulamaları ". Malzeme Kimyası A Dergisi. 5 (35): 18299–18325. doi:10.1039 / C7TA04268J.
  2. ^ a b c d Splendiani, A .; Sun, L .; Zhang, Y .; Aydınlatılmış.; Kim, J .; Chim, C. Y .; Galli, G .; Wang, F. (2010). "Tek Tabakalı MoS'de Ortaya Çıkan Fotolüminesans2". Nano Harfler. 10 (4): 1271–5. Bibcode:2010NanoL..10.1271S. doi:10.1021 / nl903868w. PMID  20229981.
  3. ^ a b c Radisavljevic, B .; Radenovic, A .; Brivio, J .; Giacometti, V .; Kis, A. (2011). "Tek katmanlı MoS2 transistörler ". Doğa Nanoteknolojisi. 6 (3): 147–50. Bibcode:2011NatNa ... 6..147R. doi:10.1038 / nnano.2010.279. PMID  21278752.
  4. ^ a b Sundaram, R. S .; Engel, M .; Lombardo, A .; Krupke, R .; Ferrari, A. C .; Avouris, Ph; Steiner, M. (2013). "Tek Katmanlı MoS'de Elektrominesans2". Nano Harfler. 13 (4): 1416–1421. arXiv:1211.4311. Bibcode:2013NanoL..13.1416S. doi:10.1021 / nl400516a. PMID  23514373. S2CID  207581247.
  5. ^ a b c d e Lopez-Sanchez, O .; Lembke, D .; Kaycı, M .; Radenovic, A .; Kis, A. (2013). "Tek tabakalı MoS tabanlı ultra hassas fotodedektörler2". Doğa Nanoteknolojisi. 8 (7): 497–501. Bibcode:2013NatNa ... 8..497L. doi:10.1038 / nnano.2013.100. PMID  23748194.
  6. ^ Rycerz, A .; Tworzydło, J .; Beenakker, C.W.J. (2007). "Grafende vadi filtresi ve vadi vanası". Doğa Fiziği. 3 (3): 172–175. arXiv:cond-mat / 0608533. Bibcode:2007NatPh ... 3..172R. doi:10.1038 / nphys547. S2CID  119377206.
  7. ^ a b c Cao, T .; Wang, G .; Han, W .; Ye, H .; Zhu, C .; Shi, J .; Niu, Q .; Tan, P .; Wang, E .; Liu, B .; Feng, J. (2012). "Tek tabakalı molibden disülfürün vadi seçici dairesel dikroizmi". Doğa İletişimi. 3 (6): 887. arXiv:1112.4013. Bibcode:2012NatCo ... 3E.887C. doi:10.1038 / ncomms1882. PMC  3621397. PMID  22673914.
  8. ^ a b Mak, K. F .; He, K .; Shan, J .; Heinz, T.F (2012). "Tek tabakalı MoS'de vadi polarizasyonunun kontrolü2 optik sarmallık ile ". Doğa Nanoteknolojisi. 7 (8): 494–8. arXiv:1205.1822. Bibcode:2012NatNa ... 7..494M. doi:10.1038 / nnano.2012.96. PMID  22706698. S2CID  23248686.
  9. ^ a b c Zeng, H .; Dai, J .; Yao, W .; Xiao, D .; Cui, X. (2012). "MoS'de vadi kutuplaşması2 optik pompalama ile tek tabakalar ". Doğa Nanoteknolojisi. 7 (8): 490–3. arXiv:1202.1592. Bibcode:2012NatNa ... 7..490Z. doi:10.1038 / nnano.2012.95. PMID  22706701. S2CID  13228054.
  10. ^ Reyes-Retana, J.A .; Cervantes-Sodi, F. (2016). "Metal-dikalkojenit yarı iletken tek tabakalarda spin-orbital etkiler". Bilimsel Raporlar. 6: 24093. Bibcode:2016NatSR ... 624093R. doi:10.1038 / srep24093. PMC  4837337. PMID  27094967.
  11. ^ Sallen, G .; Bouet, L .; Marie, X .; Wang, G .; Zhu, C.R .; Han, W.P .; Lu, P .; Tan, P.H .; Amand, T; Liu, B.L .; Urbaszek, B. (2012). "MoS'de sağlam optik emisyon polarizasyonu2 seçici vadi uyarımı yoluyla tek tabakalar ". Fiziksel İnceleme B. 86 (8): 3–6. arXiv:1206.5128. Bibcode:2012PhRvB..86h1301S. doi:10.1103 / PhysRevB.86.081301. S2CID  62890713.
  12. ^ Husain, Sajid; Kumar, Abhishek; Kumar, Prabhat; Kumar, Ankit; Barwal, Vineet; Behera, Nilamani; Choudhary, Sudhanshu; Svedlindh, Peter; Chaudhary, Sujeet (2018). "Heusler alaşım Co'da spin pompalama2FeAl / MoS2 heterostructure: Ferromagnetic rezonans deneyi ve teorisi ". Fiziksel İnceleme B. 98 (18): 180404. Bibcode:2018PhRvB..98r0404H. doi:10.1103 / PhysRevB.98.180404.
  13. ^ Briggs, Natalie; Subramanian, Shruti; Lin, Zhong; Li, Xufan; Zhang, Xiaotian; Zhang, Kehao; Xiao, Kai; Geohegan, David; Wallace, Robert; Chen, Long-Qing; Terrones, Mauricio; Ebrahimi, Aida; Das, Saptarshi; Redwing, Joan; Hinkle, Christopher; Momeni, Kasra; van Duin, Adri; Crespi, Vin; Kar, Swastik; Robinson, Joshua A. (2019). "Elektronik sınıf 2D malzemeler için bir yol haritası". 2D Malzemeler. 6 (2): 022001. Bibcode:2019TDM ..... 6b2001B. doi:10.1088 / 2053-1583 / aaf836. OSTI  1503991.
  14. ^ "2 boyutlu malzemeler 3 boyutlu bir dünyayı geliştiriyor". phys.org. 2017-01-10.
  15. ^ Nealon Cory (2016/05/13). "Bu 'nanokavite' ultra ince güneş panellerini, video kameraları ve daha fazlasını iyileştirebilir". phys.org.
  16. ^ Sung, S.H .; Schnitzer, N .; Brown, L .; Park, J .; Hovden, R. (2019). "3D elektron kırınımı ile ölçülen 2D malzemelerde istifleme, gerinme ve bükülme". Fiziksel İnceleme Malzemeleri. 3 (6): 064003. arXiv:1905.11354. Bibcode:2019PhRvM ... 3f4003S. doi:10.1103 / PhysRevMaterials.3.064003. S2CID  166228311.
  17. ^ Kumar, N .; Najmaei, S .; Cui, Q .; Ceballos, F .; Ajayan, P .; Lou, J .; Zhao, H. (2013). "Tek tabakalı MoS'nin ikinci harmonik mikroskobu2". Fiziksel İnceleme B. 87 (16): 161403. arXiv:1302.3935. Bibcode:2013PhRvB..87p1403K. doi:10.1103 / PhysRevB.87.161403. S2CID  1796583.
  18. ^ Malard, L. M .; Alencar, T. V .; Barboza, A. P. M .; Mak, K. F .; De Paula, A.M. (2013). "MoS'den yoğun ikinci harmonik oluşumunun gözlemlenmesi2 atomik kristaller ". Fiziksel İnceleme B. 87 (20): 201401. arXiv:1304.4289. Bibcode:2013PhRvB..87t1401M. doi:10.1103 / PhysRevB.87.201401. S2CID  118392637.
  19. ^ Zeng, H .; Liu, G. B .; Dai, J .; Yan, Y .; Zhu, B .; Ona.; Xie, L .; Xu, S .; Chen, X .; Yao, W .; Cui, X. (2013). "Simetri varyasyonlarının optik imzası ve atomik olarak ince tungsten dikalkojenitlerde spin-vadi bağlantısı". Bilimsel Raporlar. 3: 1608. arXiv:1208.5864. Bibcode:2013NatSR ... 3E1608Z. doi:10.1038 / srep01608. PMC  3622914. PMID  23575911.
  20. ^ a b c Wang, G .; Marie, X .; Gerber, I .; Amand, T .; Lagarde, D .; Bouet, L .; Vidal, M .; Balocchi, A .; Urbaszek, B. (2015). "WSe'nin Optik İkinci Harmonik Emisyonunun Devasa Artışı2 Eksiton Rezonanslarında Lazer Uyarma ile Tek Tabakalar ". Fiziksel İnceleme Mektupları. 114 (9): 097403. arXiv:1404.0056. Bibcode:2015PhRvL.114i7403W. doi:10.1103 / PhysRevLett.114.097403. PMID  25793850.
  21. ^ a b Xiao, D .; Liu, G. B .; Feng, W .; Xu, X .; Yao, W. (2012). "MoS'nin Tek Katmanlarında Birleştirilmiş Spin ve Valley Fiziği2 ve Diğer Grup-VI Dikalkojenidler ". Fiziksel İnceleme Mektupları. 108 (19): 196802. arXiv:1112.3144. Bibcode:2012PhRvL.108s6802X. doi:10.1103 / PhysRevLett.108.196802. PMID  23003071. S2CID  13621082.
  22. ^ Jones, A. M .; Yu, H .; Ghimire, N. J .; Wu, S .; Aivazian, G .; Ross, J. S .; Zhao, B .; Yan, J .; Mandrus, D. G .; Xiao, D .; Yao, W .; Xu, X. (2013). "Tek tabakalı WSe'de eksitonik vadi tutarlılığının optik üretimi2". Doğa Nanoteknolojisi. 8 (9): 634–8. arXiv:1303.5318. Bibcode:2013NatNa ... 8..634J. doi:10.1038 / nnano.2013.151. PMID  23934096. S2CID  7090218.
  23. ^ Xu, X .; Yao, W .; Xiao, D .; Heinz, T.F (2014). "Katmanlı geçiş metal dikalkojenidlerinde spin ve psödospinler". Doğa Fiziği. 10 (5): 343–350. Bibcode:2014NatPh..10..343X. doi:10.1038 / nphys2942.
  24. ^ Manzeli, Sajedeh; Ovchinnikov, Dmitry; Pasquier, Diego; Yazyev, Oleg V .; Kis, Andras (2017-06-13). "2D geçiş metali dikalkojenidleri". Doğa İncelemeleri Malzemeleri. 2 (8): 1–15. doi:10.1038 / natrevmats.2017.33. ISSN  2058-8437.
  25. ^ Ramasubramaniam, A. (2012). "Molibden ve tungsten dikalkojenitlerin tek katmanlarında büyük eksitonik etkiler". Fiziksel İnceleme B. 86 (11): 115409. Bibcode:2012PhRvB..86k5409R. doi:10.1103 / PhysRevB.86.115409.
  26. ^ a b Qiu, D. Y .; Da Jornada, F. H .; Louie, S.G. (2013). "MoS'nin Optik Spektrumu2: Birçok Vücut Etkileri ve Eksiton Durumlarının Çeşitliliği ". Fiziksel İnceleme Mektupları. 111 (21): 216805. arXiv:1311.0963. Bibcode:2013PhRvL.111u6805Q. doi:10.1103 / PhysRevLett.111.216805. PMID  24313514. S2CID  19063715.
  27. ^ Akinwande, Deji; Petrone, Nicholas; Hone James (2014-12-17). "İki boyutlu esnek nanoelektronik". Doğa İletişimi. 5: 5678. Bibcode:2014NatCo ... 5.5678A. doi:10.1038 / ncomms6678. PMID  25517105.
  28. ^ Lee, Changgu; Wei, Xiaoding; Kysar, Jeffrey W .; Hone James (2008-07-18). "Tek Tabakalı Grafenin Elastik Özelliklerinin ve İç Mukavemetinin Ölçülmesi". Bilim. 321 (5887): 385–388. Bibcode:2008Sci ... 321..385L. doi:10.1126 / science.1157996. PMID  18635798. S2CID  206512830.
  29. ^ a b Bertolazzi, Simone; Brivio, Jacopo; Kis, Andras (2011-11-16). "Ultra İnce MoS'nin Esnetilmesi ve Kırılması2". ACS Nano. 5 (12): 9703–9709. doi:10.1021 / nn203879f. PMID  22087740.
  30. ^ Castellanos-Gomez, Andres; Poot, Menno; Steele, Gary A .; van der Zant, Herre S. J .; Agraït, Nicolás; Rubio-Bollinger, Gabino (2012). "Serbest Süspansiyonlu MoS'nin Elastik Özellikleri2 Nano Sayfalar ". Gelişmiş Malzemeler. 24 (6): 772–775. arXiv:1202.4439. Bibcode:2012arXiv1202.4439C. doi:10.1002 / adma.201103965. PMID  22231284. S2CID  205243099.
  31. ^ Zhang, Rui; Koutsos, Vasileious; Cheung, Cheung (Ocak 2016). "Asılı çok katmanlı WSe'nin elastik özellikleri2". Uygulamalı Fizik Mektupları. 108 (4): 042104. Bibcode:2016ApPhL.108d2104Z. doi:10.1063/1.4940982.
  32. ^ a b Liu, Kai; Yan, Qimin; Chen, Michelle; Fan, Wen; Sun, Yinghui; Suh, Joonki; Fu, Deyi; Lee, Sangwook; Zhou, Jian (2014). "Kimyasal Buharla Çökeltilmiş Tek Tabakalı MoS'nin Elastik Özellikleri2, WS2ve İkili Katmanlı Heteroyapıları ". Nano Harfler. 14 (9): 5097–5103. arXiv:1407.2669. Bibcode:2014NanoL..14.5097L. doi:10.1021 / nl501793a. PMID  25120033. S2CID  2136100.
  33. ^ He, K .; Poole, C .; Mak, K. F .; Shan, J. (2013). "Atomik Olarak İnce MoS'de Gerilme Yoluyla Sürekli Elektronik Yapı Ayarının Deneysel Gösterimi2". Nano Harfler. 13 (6): 2931–6. arXiv:1305.3673. Bibcode:2013NanoL..13.2931H. doi:10.1021 / nl4013166. PMID  23675872. S2CID  207691793.
  34. ^ Conley, H. J .; Wang, B .; Ziegler, J. I .; Haglund, R. F .; Pantelides, S. T .; Bolotin, K.I. (2013). "Gerilmiş Tek Tabakalı ve Çift Tabakalı MoS'nin Bandgap Mühendisliği2". Nano Harfler. 13 (8): 3626–30. arXiv:1305.3880. Bibcode:2013NanoL..13.3626C. doi:10.1021 / nl4014748. PMID  23819588. S2CID  8191142.
  35. ^ Zhu, C. R .; Wang, G .; Liu, B.L .; Marie, X .; Qiao, X. F .; Zhang, X .; Wu, X. X .; Fan, H .; Tan, P. H .; Amand, T .; Urbaszek, B. (2013). "Optik emisyon enerjisinin gerinim ayarı ve tek tabakalı ve çift tabakalı MoS'de polarizasyon2". Fiziksel İnceleme B. 88 (12): 121301. arXiv:1306.3442. Bibcode:2013PhRvB..88l1301Z. doi:10.1103 / PhysRevB.88.121301. S2CID  119269184.
  36. ^ a b Novoselov, K. S .; Jiang, D; Çizelge, F; Booth, T. J .; Khotkevich, V. V .; Morozov, S. V .; Geim, A. K. (2005). "İki boyutlu atomik kristaller". Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı. 102 (30): 10451–3. arXiv:cond-mat / 0503533. Bibcode:2005PNAS..10210451N. doi:10.1073 / pnas.0502848102. PMC  1180777. PMID  16027370.
  37. ^ Coleman, Jonathan N .; Lotya, Mustafa; O’Neill, Arlene; Bergin, Shane D .; King, Paul J .; Khan, Umar; Genç, Karen; Gaucher, Alexandre; De, Sukanta; Smith, Ronan J .; Shvets, Igor V .; Arora, Sunil K .; Stanton, George; Kim, Hye-Young; Lee, Kangho; Kim, Gyu Tae; Duesberg, Georg S .; Hallam, Toby; Boland, John J .; Wang, Jing Jing; Donegan, John F .; Grunlan, Jaime C .; Moriarty, Gregory; Shmeliov, Aleksey; Nicholls, Rebecca J .; Perkins, James M .; Grieveson, Eleanor M .; Theuwissen, Koenraad; McComb, David W .; Nellist, Peter D .; Nicolosi, Valeria (2011). "Katmanlı Malzemelerin Sıvı Eksfoliyasyonu ile Üretilen İki Boyutlu Nano Sayfalar". Bilim. 331 (6017): 568–571. Bibcode:2011Sci ... 331..568C. doi:10.1126 / science.1194975. hdl:2262/66458. PMID  21292974. S2CID  23576676.
  38. ^ a b c Kim, Se-Yang; Kwak, Jinsung; Ciobanu, Cristian V .; Kwon, Soon ‐ Yong (Şubat 2019). "2D Grup 6 Geçiş Metal Dikalkojenitlerinin Kontrollü Buhar-Faz Büyümesinde Son Gelişmeler". Gelişmiş Malzemeler. 31 (20): 1804939. doi:10.1002 / adma.201804939. ISSN  0935-9648. PMID  30706541.
  39. ^ Shi, Yumeng; Li, Henan; Li, Lain-Jong (2015/04/28). "İki boyutlu geçiş metali dikalkojenitlerin buhar biriktirme teknikleri yoluyla kontrollü sentezinde son gelişmeler". Chemical Society Yorumları. 44 (9): 2744–2756. doi:10.1039 / C4CS00256C. ISSN  1460-4744. PMID  25327436.
  40. ^ "AIXTRON Teknolojileri: MOCVD :: AIXTRON". www.aixtron.com. Alındı 2019-12-02.
  41. ^ Lee, Y. H .; Zhang, X. Q .; Zhang, W; Chang, M. T .; Lin, C. T .; Chang, K. D .; Yu, Y. C .; Wang, J. T .; Chang, C. S .; Li, L. J .; Lin, T.W. (2012). "Geniş alan MoS'nin sentezi2 kimyasal buhar biriktirmeli atomik tabakalar ". Gelişmiş Malzemeler. 24 (17): 2320–5. arXiv:1202.5458. Bibcode:2012arXiv1202.5458L. doi:10.1002 / adma.201104798. PMID  22467187. S2CID  11713759.
  42. ^ Zhang, Y .; Chang, T. R .; Zhou, B .; Cui, Y. T .; Yan, H .; Liu, Z .; Schmitt, F .; Lee, J .; Moore, R .; Chen, Y .; Lin, H .; Jeng, H. T .; Mo, S. K .; Hüseyin, Z .; Bansil, A .; Shen, Z.X. (2013). "Atomik olarak ince epitaksiyel MoSe'de dolaylı bant aralığından doğrudan bant aralığına geçişin doğrudan gözlemlenmesi2". Doğa Nanoteknolojisi. 9 (2): 111–5. arXiv:1401.3386. Bibcode:2014NatNa ... 9..111Z. doi:10.1038 / nnano.2013.277. PMID  24362235. S2CID  19888413.
  43. ^ Mak, K. F .; Lee, C .; Hone, J .; Shan, J .; Heinz, T.F (2010). "Atomik Olarak İnce MoS2: Yeni Bir Doğrudan Boşluklu Yarı İletken ". Fiziksel İnceleme Mektupları. 105 (13): 136805. arXiv:1004.0546. Bibcode:2010PhRvL.105m6805M. doi:10.1103 / PhysRevLett.105.136805. PMID  21230799. S2CID  40589037.
  44. ^ Cheng, Y. C .; Zhu, Z. Y .; Tahir, M .; Schwingenschlogl, U. (2012). "Polar geçiş metali dikalkojenit tek tabakalarında Spin-yörüngeden kaynaklanan spin bölünmeleri". EPL. 102 (5): 57001. Bibcode:2013EL .... 10257001C. doi:10.1209/0295-5075/102/57001.
  45. ^ a b Liu, G. B .; Shan, W. Y .; Yao, Y .; Yao, W .; Xiao, D. (2013). "Grup-VIB geçiş metali dikalkojenidlerinin tek tabakaları için üç bantlı sıkı bağlanma modeli". Fiziksel İnceleme B. 88 (8): 085433. arXiv:1305.6089. Bibcode:2013PhRvB..88h5433L. doi:10.1103 / PhysRevB.88.085433. S2CID  119111681.
  46. ^ Zhu, Z .; Cheng, Y. C .; Schwingenschlogl, U. (2011). "İki boyutlu geçiş metali dikalkojenit yarı iletkenlerinde dev spin-yörünge kaynaklı spin bölünmesi". Fiziksel İnceleme B. 84 (15): 153402. Bibcode:2011PhRvB..84o3402Z. doi:10.1103 / PhysRevB.84.153402. hdl:10754/315771.
  47. ^ Koamider, K .; González, J. W .; Fernández-Rossier, J. (2013). "Geçiş metali dikalkojenit tek katmanlarının iletim bandında büyük dönmeli bölünme". Fiziksel İnceleme B. 88 (24): 245436. arXiv:1311.0049. Bibcode:2013PhRvB.88x5436K. doi:10.1103 / PhysRevB.88.245436. S2CID  31176688.
  48. ^ Kormányos, A .; Zólyomi, V .; Drummond, N. D .; Burkard, G. (2014). "Tek Tabakalı Geçiş Metal Dikalkojenitlerinde Spin-Yörünge Bağlaşımı, Kuantum Noktaları ve Kübitler". Fiziksel İnceleme X. 4 (1): 011034. arXiv:1310.7720. Bibcode:2014PhRvX ... 4a1034K. doi:10.1103 / PhysRevX.4.011034. S2CID  17909293.
  49. ^ Bussolotti, Fabio; Kawai, Hiroyo; Ooi, Zi En; Chellappan, Vijila; Thian, Dickson; Pang, Ai Lin Christina; Goh, Kuan Eng Johnson (2018). "Kiral vadileri bulmaya ilişkin yol haritası: valleytronics için 2D malzemelerin taranması". Nano Vadeli İşlemleri. 2 (3): 032001. Bibcode:2018NanoF ... 2c2001B. doi:10.1088 / 2399-1984 / aac9d7.
  50. ^ a b Chernikov, Alexey; Berkelbach, Timothy C .; Hill, Heather M .; Rigosi, Albert; Li, Yilei; Aslan, Özgür Burak; Reichman, David R .; Hybertsen, Mark S .; Heinz Tony F. (2014). "Tek Tabakalı WS'de Eksiton Bağlama Enerjisi ve Hidrojenik Olmayan Rydberg Serisi2". Fiziksel İnceleme Mektupları. 113 (7): 076802. arXiv:1403.4270. Bibcode:2014PhRvL.113g6802C. doi:10.1103 / PhysRevLett.113.076802. PMID  25170725. S2CID  23157872.
  51. ^ Ye, Ziliang; Cao, Ting; O’Brien, Kevin; Zhu, Hanyu; Yin, Xiaobo; Wang, Yuan; Louie, Steven G .; Zhang Xiang (2014). "Tek katmanlı tungsten disülfürde eksitonik karanlık durumların araştırılması". Doğa. 513 (7517): 214–218. arXiv:1403.5568. Bibcode:2014Natur.513..214Y. doi:10.1038 / nature13734. PMID  25162523. S2CID  4461357.
  52. ^ Ugeda, M. M .; Bradley, A. J .; Shi, S. F .; Da Jornada, F. H .; Zhang, Y .; Qiu, D. Y .; Ruan, W .; Mo, S. K .; Hüseyin, Z .; Shen, Z. X .; Wang, F .; Louie, S. G .; Crommie, M.F. (2014). "Tek tabakalı geçiş metal dikalkojenit yarı iletkeninde dev bant aralığı yeniden normalizasyonu ve eksitonik etkiler". Doğa Malzemeleri. 13 (12): 1091–1095. arXiv:1404.2331. Bibcode:2014NatMa..13.1091U. doi:10.1038/nmat4061. PMID  25173579. S2CID  25491405.
  53. ^ a b Manca, M.; Glazov, M. M.; Robert, C.; Cadiz, F.; Taniguchi, T .; Watanabe, K .; Courtade, E.; Amand, T.; Renucci, P.; Marie, X.; Wang, G .; Urbaszek, B. (2017). "Enabling valley selective exciton scattering in monolayer WSe2 through upconversion". Nat. Commun. 8: 14927. arXiv:1701.05800. Bibcode:2017NatCo...814927M. doi:10.1038/ncomms14927. PMC  5382264. PMID  28367962.
  54. ^ Ross, J. S .; et al. (2013). "Electrical control of neutral and charged excitons in a monolayer semiconductor". Nat. Commun. 4: 1474. arXiv:1211.0072. Bibcode:2013NatCo...4.1474R. doi:10.1038/ncomms2498. PMID  23403575. S2CID  9872370.
  55. ^ Mak, K. F.; et al. (2013). "Tek tabakalı MoS'de sıkıca bağlanmış trionlar2". Nat. Mater. 12 (3): 207–211. arXiv:1210.8226. Bibcode:2013NatMa..12..207M. doi:10.1038 / nmat3505. PMID  23202371. S2CID  205408065.
  56. ^ Cadiz, F.; Courtade, E.; Robert, C.; Wang, G .; Shen, Y .; Cai, H .; Taniguchi, T .; Watanabe, K .; Carrere, H.; Lagarde, D.; Manca, M.; Amand, T.; Renucci, P.; Tongay, S .; Marie, X.; Urbaszek, B. (2017). "Excitonic linewidth approaching the homogeneous limit in MoS2 based van der Waals heterostructures : accessing spin-valley dynamics". Fiziksel İnceleme X. 7 (2): 021026. arXiv:1702.00323. Bibcode:2017PhRvX...7b1026C. doi:10.1103/PhysRevX.7.021026. S2CID  55508192.
  57. ^ Mai, C.; et al. (2014). "Many-Body Effects in Valleytronics: Direct Measurement of Valley Lifetimes in Single-Layer MoS2". Nano Lett. 14 (1): 202–206. Bibcode:2014NanoL..14..202M. doi:10.1021/nl403742j. PMID  24325650.
  58. ^ Shang, J.; et al. (2015). "Observation of Excitonic Fine Structure in a 2D Transition-Metal Dichalcogenide Semiconductor". ACS Nano. 9 (1): 647–655. doi:10.1021/nn5059908. PMID  25560634.
  59. ^ Mostaani, E.; et al. (2017). "Diffusion quantum Monte Carlo study of excitonic complexes in two-dimensional transition-metal dichalcogenides". Fiziksel İnceleme B. 96 (7): 075431. arXiv:1706.04688. Bibcode:2017PhRvB..96g5431M. doi:10.1103/PhysRevB.96.075431. S2CID  46144082.
  60. ^ Kern, Johannes; Niehues, Iris; Tonndorf, Philipp; Schmidt, Robert; Wigger, Daniel; Schneider, Robert; Stiehm, Torsten; Michaelis de Vasconcellos, Steffen; Reiter, Doris E. (September 2016). "Nanoscale Positioning of Single-Photon Emitters in Atomically Thin WSe2". Gelişmiş Malzemeler. 28 (33): 7101–7105. doi:10.1002/adma.201600560. PMID  27305430.
  61. ^ He, Yu-Ming; Clark, Genevieve; Schaibley, John R.; He, Yu; Chen, Ming-Cheng; Wei, Yu-Jia; Ding, Xing; Zhang, Qiang; Yao, Wang (2015). "Single quantum emitters in monolayer semiconductors". Doğa Nanoteknolojisi. 10 (6): 497–502. arXiv:1411.2449. Bibcode:2015NatNa..10..497H. doi:10.1038/nnano.2015.75. PMID  25938571. S2CID  205454184.
  62. ^ Palacios-Berraquero, Carmen; Kara, Dhiren M.; Montblanch, Alejandro R.-P.; Barbone, Matteo; Latawiec, Pawel; Yoon, Duhee; Ott, Anna K.; Loncar, Marko; Ferrari, Andrea C. (August 2017). "Large-scale quantum-emitter arrays in atomically thin semiconductors". Doğa İletişimi. 8 (1): 15093. arXiv:1609.04244. Bibcode:2017NatCo...815093P. doi:10.1038/ncomms15093. PMC  5458119. PMID  28530249.
  63. ^ Palacios-Berraquero, Carmen; Barbone, Matteo; Kara, Dhiren M.; Chen, Xiaolong; Goykhman, Ilya; Yoon, Duhee; Ott, Anna K.; Beitner, Jan; Watanabe, Kenji (December 2016). "Atomically thin quantum light-emitting diodes". Doğa İletişimi. 7 (1): 12978. arXiv:1603.08795. Bibcode:2016NatCo...712978P. doi:10.1038/ncomms12978. PMC  5052681. PMID  27667022.
  64. ^ Wu, Wei; Dass, Chandriker K.; Hendrickson, Joshua R.; Montaño, Raul D.; Fischer, Robert E.; Zhang, Xiaotian; Choudhury, Tanushree H.; Redwing, Joan M.; Wang, Yongqiang (2019). "Locally defined quantum emission from epitaxial few-layer tungsten diselenide". Uygulamalı Fizik Mektupları. 114 (21): 213102. Bibcode:2019ApPhL.114u3102W. doi:10.1063/1.5091779.
  65. ^ Dass, Chandriker Kavir; Khan, Mahtab A.; Clark, Genevieve; Simon, Jeffrey A.; Gibson, Ricky; Mou, Shin; Xu, Xiaodong; Leuenberger, Michael N.; Hendrickson, Joshua R. (2019). "Ultra‐Long Lifetimes of Single Quantum Emitters in Monolayer WSe2/hBN Heterostructures". Advanced Quantum Technologies. 2 (5–6): 1900022. doi:10.1002/qute.201900022.
  66. ^ Srour, J.R.; McGarity, J.M. (1988). "Radiation effects on microelectronics in space". Proc. IEEE. 76 (11): 1443–1469. doi:10.1109/5.90114.
  67. ^ Walker, R.C.; Shi, T. (2016). "Radiation effects on two-dimensional materials". Proc. Physical Status Solida.
  68. ^ Freitag, M.; Düşük, T .; Avouris, P. (2013). "Increased responsivity of suspended graphene photodetectors". Nano Harfler. 13 (4): 1644–1648. Bibcode:2013NanoL..13.1644F. doi:10.1021/nl4001037. PMID  23452264.
  69. ^ Lee, H.S. (2012). "MoS2 nanosheet phototransistors with thickness-modulated optical energy gap". Nano Harfler. 12 (7): 3695–3700. doi:10.1021/nl301485q. PMID  22681413.
  70. ^ Liu, F .; Shimotani, H.; Shang, H. (2014). "High-sensitivity photodetectors based on multilayer GaTe flakes". ACS Nano. 8 (1): 752–760. doi:10.1021/nn4054039. PMID  24364508.
  71. ^ a b Lu, Ang-Yu; Zhu, Hanyu; Xiao, Jun; Chuu, Chih-Piao; Han, Yimo; Chiu, Ming-Hui; Cheng, Chia-Chin; Yang, Chih-Wen; Wei, Kung-Hwa; Yang, Yiming; Wang, Yuan; Sokaras, Dimosthenis; Nordlund, Dennis; Yang, Peidong; Muller, David A .; Chou, Mei-Yin; Zhang, Xiang; Li, Lain-Jong (2017). "Janus monolayers of transition metal dichalcogenides". Doğa Nanoteknolojisi. 12 (8): 744–749. doi:10.1038/nnano.2017.100. PMID  28507333.
  72. ^ Cheng, Y. C.; Zhu, Z. Y.; Tahir, M.; Schwingenschlögl, U. (2013). "Spin-orbit–induced spin splittings in polar transition metal dichalcogenide monolayers". EPL (Europhysics Letters). 102 (5): 57001. Bibcode:2013EL....10257001C. doi:10.1209/0295-5075/102/57001.
  73. ^ Li, Fengping; Wei, Wei; Zhao, Pei; Huang, Baibiao; Dai, Ying (2017). "Electronic and Optical Properties of Pristine and Vertical and Lateral Heterostructures of Janus MoSSe and WSSe". Fiziksel Kimya Mektupları Dergisi. 8 (23): 5959–5965. doi:10.1021/acs.jpclett.7b02841. PMID  29169238.
  74. ^ Dong, Liang; Lou, Jun; Shenoy, Vivek B. (2017). "Large In-Plane and Vertical Piezoelectricity in Janus Transition Metal Dichalchogenides". ACS Nano. 11 (8): 8242–8248. doi:10.1021/acsnano.7b03313. PMID  28700210.
  75. ^ Zhang, Jing; Jia, Shuai; Kholmanov, Iskandar; Dong, Liang; Er, Dequan; Chen, Weibing; Guo, Hua; Jin, Zehua; Shenoy, Vivek B. (2017). "Janus Monolayer Transition-Metal Dichalcogenides". ACS Nano. 11 (8): 8192–8198. arXiv:1704.06389. doi:10.1021/acsnano.7b03186. PMID  28771310. S2CID  31445401.
  76. ^ Ma, Xiangchao; Wu, Xin; Wang, Haoda; Wang, Yucheng (2018). "A Janus MoSSe monolayer: a potential wide solar-spectrum water-splitting photocatalyst with a low carrier recombination rate". Malzeme Kimyası A Dergisi. 6 (5): 2295–2301. doi:10.1039/c7ta10015a.
  77. ^ Radisavljevic, B.; Radenovic, A.; Brivio, J.; Giacometti, V.; Kis, A. (2011). "Single-layer MoS2 transistors". Doğa Nanoteknolojisi. 6 (3): 147–50. Bibcode:2011NatNa...6..147R. doi:10.1038/nnano.2010.279. PMID  21278752.
  78. ^ Choi, Wonbong; Choudhary, Nitin; Han, Gang Hee; Park, Juhong; Akinwande, Deji; Lee, Young Hee (2017-04-01). "Recent development of two-dimensional transition metal dichalcogenides and their applications". Günümüz Malzemeleri. 20 (3): 116–130. doi:10.1016/j.mattod.2016.10.002. ISSN  1369-7021.
  79. ^ Syu, Yu-Cheng; Hsu, Wei-En; Lin, Chih-Ting (2018-01-01). "Review—Field-Effect Transistor Biosensing: Devices and Clinical Applications". ECS Journal of Solid State Science and Technology. 7 (7): Q3196–Q3207. doi:10.1149/2.0291807jss. ISSN  2162-8769.
  80. ^ a b Barua, Shaswat; Dutta, Hemant Sankar; Gogoi, Satyabrat; Devi, Rashmita; Khan, Raju (2018-01-26). "Nanostructured MoS2-Based Advanced Biosensors: A Review". ACS Applied Nano Materials. 1 (1): 2–25. doi:10.1021/acsanm.7b00157.
  81. ^ Hu, Yanling; Huang, Ying; Tan, Chaoliang; Zhang, Xiao; Lu, Qipeng; Sindoro, Melinda; Huang, Xiao; Huang, Wei; Wang, Lianhui; Zhang, Hua (2016-11-30). "Two-dimensional transition metal dichalcogenide nanomaterials for biosensing applications". Materials Chemistry Frontiers. 1 (1): 24–36. doi:10.1039/C6QM00195E. ISSN  2052-1537.