Monolayer Molybdenum Disulfide Nanoribbons with High Optical Anisotropy
二维二硫化钼（MoS2）在下一代电子学和光电子学器件中显示出良好的应用前景。单层二硫化钼可以被图案化成准一维各向异性的二硫化钼纳米带（MNR），其中理论计算预测了新的性质。然而，很少有工作已经进行了实验探索的宽度小于20 nm的MNR的几何限制，可以导致有趣的现象。在这里，我们制备的MNR的宽度在5 nm至15 nm之间的直接氦离子束铣削。光学对比度和拉曼光谱的系统研究揭示了这些MNR的高光学各向异性。MNR中的拉曼模式具有很强的偏振依赖性。除了E'和A' 1峰由于声子限制效应而展宽外，对应于振动态密度奇异性的模也被边缘激活。拉曼模式的特殊偏振行为可以用MNR中光吸收的各向异性来解释，偏振光学对比度证明了这一点。该研究为从二维各向同性过渡金属二硫族化合物中探索具有高光学各向异性的准维材料提供了可能。
2015-12-28 cond-mat.mtrl-sci
Quantum conductance of MoS_2 armchair nanoribbons
二硫化钼（MoS2）是层状过渡金属二硫属化物（TMDC），其单层形式具有1.8 eV的直接带隙。我们研究了宽度和应变对MoS2扶手椅型纳米带量子输运的影响。这表明MoS2扶手椅型纳米带即使在应变的情况下也是晶体管的良好候选者。
2017-08-22 cond-mat.mtrl-sci
Transport in Nanoribbon Interconnects Obtained from Graphene Grown by Chemical Vapor Deposition
我们研究了石墨烯纳米管（GNR）的互连从石墨烯化学气相沉积（CVD）生长。我们报告低场和高场的电气测量在很宽的温度范围内，从1.7到900 K。室温迁移率在100至500 cm 2/V/s的范围内，与来自剥离的石墨烯的GNR相当，这表明体缺陷或晶界在小于CVD石墨烯微晶尺寸的器件中几乎不起作用。在高电场下，峰值电流密度受到焦耳加热的限制，但少量的热工程使我们能够达到约2 x 10^9 A/cm 2，这是纳米级CVD石墨烯互连的最高报告。在低于~5 K的温度下，短GNR充当量子点，其尺寸与其长度相当，突出了金属接触在限制传输中的作用。我们的研究说明了CVD生长GNRs的机会，同时揭示了可变性和接触作为未来的挑战。
2012-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Excitonic magneto-optics in monolayer transition metal dichalcogenides: From nanoribbons to two-dimensional response
采用纳米尺度几何结构研究了单层过渡金属二硫属化物（TMD）的磁光响应，包括激子效应。我们计算了对角电导率和霍尔电导率。激子光学霍尔电导率在独立粒子近似中得到的结果进行比较，我们发现，当激子效应被包括在内的幅度对应于一个数量级的增加。霍尔电导率被用来计算法拉第旋转光谱MoS2和WSe2。最后，我们还计算了WSe_2激子态在不同介电环境中的抗磁位移。比较计算的抗磁位移最近的实验测量，我们发现两者之间有很好的协议。
2019-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic transmission in Graphene suppressed by interlayer interference
我们研究了石墨烯纳米颗粒覆盖的石墨烯单层的电子输运性质。我们证明，电子传输的单层覆盖时，可以减少纳米。透射率降低发生在由纳米尺度的宽度确定的不同能量处。我们解释的传输减少，通过使用在单层和纳米的波函数之间的干扰。此外，我们发现单层的传输减少是可组合的，当被一个以上的纳米覆盖，并提出了一个概念的“组合控制”的纳米应用设计。
2013-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Elastic Properties of Chemical-Vapor-Deposited Monolayer MoS2, WS2, and Their Bilayer Heterostructures
材料的弹性性能是其在应用中集成的重要因素。化学气相沉积（CVD）单层半导体被提议作为工业规模的柔性器件和2D范德华异质结构的构建块中的关键部件。然而，它们的机械和弹性性能尚未完全表征。在这里，我们报告了CVD单层MoS2和WS2的高2D弹性模量（~170 N/m），其非常接近剥离的MoS2单层的值，并且几乎是最强材料石墨烯的值的一半。它们的双层异质结构的二维模量低于每层的二维模量之和，但与相应的双层同质结构相当，这意味着异质单层之间的相互作用与同质单层之间的相互作用相似。这些结果不仅提供了深刻的见解，以了解层间相互作用的二维范德华结构，但也可能允许工程的弹性性能所需的。
2014-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Micrometer-scale monolayer SnS growth by physical vapor deposition
最近，单层SnS，一个二维的IV族单硫族化合物，生长在云母衬底上的微米级尺寸的简单的物理气相沉积（PVD），导致在其面内室温铁电性的成功演示。然而，单层生长背后的原因仍然不清楚，因为人们认为SnS生长不可避免地导致多层厚度，这是由于孤对电子产生的强层间相互作用。在这里，我们调查的PVD生长单层的SnS从两个不同的饲料粉末，高度纯化的SnS和商业相不纯的SnS。与预期相反，有人建议，云母基板表面改性的硫蒸发的Sn2S3污染物在作为购买的粉末和单层SnS的横向生长促进由于增强的表面扩散的SnS前体分子，不像从高度纯化的粉末的生长。这一见解为进一步确定可控生长条件提供了指导。
2020-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced modulation of exchange interaction in monolayer zigzag nanoribbons of B$_2$S
在这项工作中，电子结构和磁相互作用的单层纳米带的B $_2$ S，最近实现的单层系统的应变调制进行了研究。在第一部分的研究中，我们主要关注单轴应变下B $_2$ S单层纳米带的电子结构是如何被改变的，然后采用紧束缚的框架和传统的弹性理论，我们讨论了应变诱导的局部变形如何被用作一种手段来影响B $_2$ S锯齿形纳米带中的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用。我们表明，打破反转对称性在锯齿形B $_2$ S纳米带（ZBSNR），例如，通过引入交错的亚晶格势，在其电子性质的调制中起着关键作用。更有趣的是，对于属于组$M=4p$的ZBSNR，其中$M$是ZBSNR的宽度，而$p$是整数，可以看到总是观察到带隙，其中一对近中间带与体带完全分离。作为一个关键特征，可以通过施加面内应变$\varepsilon_x$和$\varepsilon_y$来移动ZBSNR的能量图中的中间带的位置。此外，近中间带隙带宽单调减小的应变强度的增加和增加的ZBSNR的宽度。ZBSNRs的能隙随应变和带宽的增加而减小。的空间和应变依赖性的交换相互作用在各种配置的磁性杂质也进行了评估。B $_2$ S纳米带中吸附的磁性杂质之间的磁相互作用可以通过对这种系统进行仔细的应变工程来操纵。我们的研究结果表明，这些可调的电子和磁性的ZBSNRs意味着他们可能会发现应用在自旋电子学和赝…
2019-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
One pot chemical vapor deposition of high optical quality large area monolayer Janus transition metal dichalcogenides
我们报告了一锅化学气相沉积（CVD）生长的大面积Janus SeMoS单层，与不对称的顶部（Se）和底部（S）硫族元素原子平面相对于中心过渡金属（Mo）原子。这些二维半导体单层的形成发生在热力学平衡驱动的交换的初始生长的MoSe 2单晶的底部Se原子的金箔上的S原子。生长过程的特征在于通过互补的实验技术，包括拉曼光谱和X-射线光电子能谱学和第一原理计算的生长机制是合理的。通过光学和磁光测量证明了合成Janus单层的显着高的光学质量，其揭示了强的激子-声子耦合，并能够获得-3.3的激子g因子。
2022-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and optical properties of large-scale single-crystalline two-dimensional semiconductor WS2 monolayer from chemical vapor deposition
二维过渡金属二硫属化合物，特别是MoS 2和WS 2，由于其丰富的物理性质和潜在的应用前景，近年来受到了广泛的关注。与石墨烯相比，MS 2（M = Mo/W）单分子膜在可见光范围内具有天然的直接能隙。这预示着MS 2在光电子领域的广阔前景。为了开发MS 2的性能和进一步开发更多的应用，迫切需要通过简单的方法制备大规模的MS 2单晶。在这里，我们报告的合成大规模的WS 2单层的三角形单晶的化学气相沉积过程和系统的光学研究，这样的WS 2单层。高的光发射率和谷选择性圆二色性的观察实验证明了WS 2单分子膜的高光学质量。这项工作为制造大规模单晶2D半导体和研究其基础铺平了道路。这对开发WS 2在未来光电子领域的巨大潜力具有重要意义。
2013-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Chemical Vapor Deposition Growth of Monolayer WSe2 with Tunable Device Characteristics and Growth Mechanism Study
过渡金属二硫属化合物（TMDCs）半导体材料由于其独特的电学、光学和力学性能，近年来引起了人们的广泛关注。在大量的TMDC中，二硒化钨（WSe 2）单层是特别感兴趣的，因为它具有直接的带隙和可调的电荷传输行为，这使得它适合于各种电子和光电应用。直接合成单层大畴WSe 2及其生长机理的研究是实现WSe 2应用的重要步骤。在这里，我们报告系统的研究环境压力化学气相沉积（CVD）生长单层和几层WSe 2薄片直接在二氧化硅衬底上。使用光学显微镜、原子力显微镜、拉曼光谱和光致发光光谱对WSe2薄片进行了表征。我们研究了生长参数，重点是生长温度和持续时间，影响的大小，层数，和形状的生长WSe2薄片。我们还表明，CVD生长的单层WSe 2，类似于机械剥离的样品的传输特性，可以调整到p型或双极性的电行为，这取决于金属接触的类型。这些结果加深了我们对WSe_2气相生长机理的理解，对这些CVD生长单层材料在电子学和光电子学中的应用有一定的参考价值。
2015-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Density functional theory calculation of edge stresses in monolayer MoS$_2$
利用密度泛函理论计算了单层MoS $_{2}$纳米带的边缘能和边缘应力。与之前的石墨烯报道相反，对于扶手椅和锯齿形手性，发现MoS $_{2}$纳米带的边缘应力是拉伸的，这表明它们的最低能量配置是压缩的，其中Mo-S键长比块状周期性MoS $_{2}$单层中的键长短。边缘能量和边缘应力被发现收敛为两个手征纳米晶宽度大于约1 nm。
2013-10-24 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Synthesis of built-in highly strained monolayer MoS2 using liquid precursor chemical vapor deposition
本研究发现液态前驱体CVD法生长的单层MoS₂内置应变由尺寸主导，20μm为临界尺寸，60μm时应变达1.2%，且大尺寸下传统拉曼层数评估法失效。
2023-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Two-Dimensional PN Monolayer Sheets with Fantastic Structures and Properties
基于第一性原理计算，预测了三种具有奇异结构和性质的二维氮化磷（PN）单层片（分别命名为$α$ -，$β$ -和$γ$ -PN）. $α$ -PN和$γ$ -PN为屈曲结构，而$β$ -PN则表现出褶皱特征.其独特的结构赋予这些原子PN片具有高的动态稳定性和各向异性的力学性能。它们都是间接半导体，它们的带隙敏感地依赖于面内应变。此外，从这三个PN单层图案化的纳米带表现出显着的量子尺寸效应。特别地，Z字形$α$ -PN纳米粒子显示出尺寸依赖的铁磁性。它们的显著特性显示出在纳米电子学中的潜力。从理论上提出了PN单分子层三相的合成方法，值得在实验上进一步研究。
2015-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Diverse edge states of nanoribbons and excitonic insulator states of the monolayer Ta2Ni3Te5
本文利用第一性原理计算发现，Ta2Ni3Te5 纳米带的电子和磁性性质可通过边缘类型、带宽及 H/F 饱和进行调控，并揭示其单层具有激子绝缘体态，为纳米电子学、自旋电子学和光电子学提供了潜在候选材料。
2025-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Scaling of Two-Dimensional Semiconductor Nanoribbons for High-Performance Electronics
Purdue University（普渡大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）；Nexstrom Pte. Ltd.（Nexstrom私人有限公司）；Dankook University（丹阳大学）
本研究通过单层MoS2纳米带实现超小尺度晶体管，提升通态电流和亚阈值斜率，扩展至WS2和WSe2，为未来高性能电子器件提供新路径。
2026-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical spectroscopy of excitons in ReS2 monolayers grown by chemical vapor deposition
本研究通过化学气相沉积生长ReS2单层，利用多种光谱技术表征了其激子特性，观察到多个声子模式及位于1.2620 eV和1.4660 eV的激子跃迁，揭示了铼5d轨道在带间跃迁中的作用。
2024-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Band-gap engineering, magnetic behavior and Dirac-semimetal character in the MoSi2N4 nanoribbon with armchair and zigzag edges
受最近成功形成MoSi2N4单层的启发[Hong等人，Sci. 369，670（2020）]首次研究了MoSi2N4纳米带（NR）的结构、电子和磁性。能带结构的计算表明，在锯齿形边缘和扶手椅边缘的非磁性半导体字符的自旋极化。对于扶手椅边缘，我们确定了一个间接的直接带隙位移相比，MoSi2N4单层，其能隙随着NR宽度的增加而增加。通过能带结构计算观察到各向异性的电磁行为在锯齿形和扶手椅边缘，其中，令人惊讶的是，对于一种类型的锯齿形边缘配置，我们确定一个Dirac半金属字符。MoSi_2N_4薄带中磁性和Dirac半金属的出现可以产生新的物理性质，这可能在下一代电子器件的应用中是有用的。
2021-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Chemical vapor deposition of carbon nanotubes on monolayer graphene substrates: reduced etching via suppressed catalytic hydrogenation using C2H4
在大多数设想的应用中，充分利用石墨烯-碳纳米管（CNT）结构需要在CNT生长步骤期间保持石墨烯层的完整性。在这项工作中，我们展示了一种控制CNT在石墨烯衬底上生长的方法，其中源烃分解和碳饱和到催化剂纳米颗粒中并从催化剂纳米颗粒沉淀之间的反应平衡向CNT生长而不是石墨烯消耗转移。通过利用C2 H4原料，我们证明了这种气体允许的低温生长抑制了不期望的催化氢化，并显著减少了石墨烯层的蚀刻，以显示具有连续的、未损坏的结构的石墨烯-CNT混合物。
2013-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Scaling Nanoribbon Transistors with Monolayer Transition Metal Dichalcogenides
Stanford University（斯坦福大学）；Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；HORIBA Scientific（堀场科学）
通过多图案化工艺制备基于单层过渡金属二硫族化物的n型和p型纳米带晶体管，实现25-30 nm的沟道宽度和长度，在1 V漏源电压下达到高达560、420和130 μA μm⁻¹的导通电流，性能远超此前报道。
2026-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Growth-Induced Strain in Chemical Vapor Deposited Monolayer MoS2: Experimental and Theoretical Investigation
单层二硫化钼（MoS $_2$）是一种具有良好应用前景的纳米电子和光电二维材料。已经使用化学气相沉积（CVD）在从600 °C到1000 °C的宽范围的沉积温度下证明了MoS $_2$的大面积生长。然而，生长参数和由此产生的材料性能的直接比较还没有到目前为止。在这里，我们提出了一个系统的实验和理论研究的光学性能的单层MOS $_2$在不同的温度下生长。显微拉曼和光致发光（PL）的研究揭示了可观察到的不均匀性的光学性质的生长的单晶颗粒的MoS $_2$。拉曼和PL特性的仔细检查清楚地表明，生长引起的应变是不同的光学特性的主要来源。我们进行了密度泛函理论计算来描述的相互作用的生长MoS $_2$层与生长基板的应变的起源。我们的工作解释了CVD生长的单层MoS $_2$，使用PL光谱提取的带隙能量的变化，作为沉积温度的函数。该方法具有普遍适用性的模型和预测的生长条件对应变的影响，在二维材料。
2017-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Strain-Induced Band Engineering in Monolayer Stanene on Sb(111)
锡的二维同素异形体锡烯具有低屈曲的蜂窝状结构，是一种理想的二维拓扑绝缘体，其带隙大于0.1 eV.理论工作还指出，锡烯的拓扑性质是通过应变调谐实现的。本文报道了利用分子束外延技术在Sb（111）表面成功地制备出了高质量的锡烯单层薄膜和锡烯单层纳米带，为锡烯的研究提供了一个理想的平台。更重要的是，我们观察到了一个连续的演变的电子带的锡烯整个纳米取向，这是有关的应变场梯度锡烯。实验证实了应变是锡烯能带工程的有效方法，这对锡烯的基础研究和应用具有重要意义。
2017-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial Coupling and Sparse Intercalation of 7-Atom-Wide Armchair Graphene Nanoribbons by N-Heterocyclic Carbene Monolayers
Empa - Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology（瑞士联邦材料科学与技术研究院）；Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微观结构物理研究所）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）；University of Chinese Academy of Science（中国科学院大学）
研究N-杂环卡宾在Au(111)上对7原子宽扶手椅型石墨烯纳米带的插层，发现吸附几何显著影响插层效率，甲基取代NHC形成平躺二聚体实现局部解耦，而异丙基取代NHC形成直立单体阻止插层。
2026-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Creating and probing wide-bandgap nanoribbon-like structures in a continuous metallic graphene sheet
石墨烯单分子层的类光色散特性使其具有许多新颖的电子学特性1，但这种无间隙的特性也限制了石墨烯单分子层在数字电子学中的应用2。在石墨烯单层中产生适度带隙的一种罕见的工作解决方案是将其切割成一维（1D）纳米宽的带3 -13。在这里，我们表明，宽带隙可以在一个独特的一维应变结构，即，通过石墨烯和金属基底之间的强相互作用，而不是切割石墨烯单层，可以制备出连续石墨烯片的石墨烯纳米颗粒状（GNR状）结构。利用热应变工程技术在铑箔上生长的连续石墨烯片中观察到宽度仅为几纳米的类GNR结构。空间分辨扫描隧穿光谱揭示了在另外连续的金属石墨烯片中GNR样结构中几百meV的带隙开口，直接证明了完全在石墨烯单层中实现金属-半导体-金属结。我们还表明，它是可能的定制的GNR类结构的结构和电子性质，通过使用扫描隧道显微镜。
2015-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A General Topological Network Criterion for Exploring the Structure of Icy Nanoribbons and Monolayers
我们开发了直观的度量标准，用于量化受限条件下的复杂成核系统。这些示出自然产生的拓扑环网络的分析，并适合作为序参量用于这样的系统。从定性目视检查的灵感，我们介绍了一个一般的拓扑标准，阐明了有序结构的承压水，使用图论的方法。我们的标准是基于原始环，并重新解释这些原语的氢键网络。这种方法没有先验的假设，除了氢键的定义，并可作为一个探索性的工具，用于自动发现新的有序相。我们证明了我们的标准的通用性，通过应用它来分析众所周知的单层冰。我们的方法，然后扩展到确定一维$n$侧棱柱纳米微晶的积木。
2019-09-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.atm-clus
Catalyst-Free Growth of Atomically-thin Bi2O2Se Nanoribbons for High-performance Electronics and Optoelectronics
一维材料由于其独特的量子限域效应和边缘相关性质而引起了人们极大的研究兴趣。原子薄的1D纳米管特别有趣，因为它是一个有价值的平台，具有厚度和宽度的物理限制。在这里，我们开发了一种无催化剂的生长方法，实现了Bi 2 O2 Se纳米结构的生长与可调的维度。值得注意的是，Bi 2 O2 Se纳米带的厚度下降到0.65 nm，对应于单层，首次成功地生长。电学和光电性能测试结果表明，Bi 2 O2 Se纳米带在迁移率、开/关比和光响应性等方面具有良好的性能，表明其在器件方面具有广阔的应用前景。本工作不仅为原子级薄纳米带的生长提供了一种新的方法，而且为研究这种纳米带材料在厚度限制下的性能和应用提供了一个平台。
2021-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Stoichiometry on the Optical and Electrical Properties of Chemical Vapor Deposition Derived MoS$_{2}$
超薄过渡金属二硫属化合物（TMDCs）在数字电子学和光电子学中具有巨大的应用潜力。虽然早期的研究仅限于机械剥离的薄片，但现在已经通过基于硫化反应的化学气相沉积（CVD）实现了2D TMDC的大面积合成。从那时起，CVD生长的单层MoS $_{2}$的光电性能得到了大量的研究，但化学计量对电学和光学性能的影响在很大程度上被忽视了。在这里，我们系统地改变化学计量的单层MoS $_{2}$在CVD过程中通过控制硫化和研究相关的光致发光和电学性质的变化。X-射线光电子能谱学用于测量MoO $_{x}$物种的化学计量和持久性的相对变化。随着MoS $_{2-δ}$减少（增加δ），单层晶体管的场效应迁移率增加，而光致发光产率变得不均匀。由具有最低硫含量的单层制造的器件具有可忽略的滞后和~0 V的阈值电压。我们得出结论，单层MoS $_{2}$晶体的电学和光学性质可以通过化学计量工程来调整，以满足各种应用的要求。
2014-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Wafer-Scale and Deterministic Patterned Growth of Monolayer MoS2 via Vapor-Liquid-Solid Method
气相输运是化学气相沉积（CVD）生长过渡金属二硫属化合物（TMDC）的核心过程。一个不可避免的问题是蒸汽的空间不均匀性。过渡金属前体和硫族元素的非化学计量供应导致对产品的位置、形态、结晶度、均匀性和批次间再现性的控制不良。而气-液-固（VLS）生长涉及在高于其熔点的生长温度下的熔融前体。当用硫蒸气饱和时，液体Na 2SO 4可以沉淀固体MoS 2单分子膜。利用VLS生长技术，我们取得了三项重要成果：（a）在SiO2/Si衬底上实现了4英寸圆片级均匀生长MoS 2薄片;（b）在蓝宝石衬底上实现了2英寸圆片级晶粒尺寸超过100 μ m的连续MoS 2薄膜生长;（c）实现了MoS 2薄片和薄膜的图案化（位置控制）生长。我们阐明了VLS生长从而为高效、可扩展的二维TMDC单层合成铺平了新的道路。
2019-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric-Field Modulated Optical Transitions in Monolayer CrI3 and Its Nanoribbons
Shaoyang University（邵阳大学）；Hunan University of Technology and Business（湖南工业大学）；Hunan University of Science and Technology（湖南科技大学）；Hunan Normal University（湖南师范大学）
本研究通过28带紧束缚模型和线性响应理论，系统研究了单层CrI3及其纳米带的光电响应，揭示了电场对带隙调控、光学跃迁调制及边缘态分布的影响，为设计电场可控的自旋电子和光电设备提供了理论支持。
2026-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport properties of the top and bottom surfaces in monolayer MoS2 grown by chemical vapor deposition
与石墨烯相比，MoS 2的优点是通过化学气相沉积（CVD）在各种氧化物衬底上直接生长，而不使用催化金属衬底，这有利于电子产品的实际应用。然而，载流子迁移率从本征极限退化，主要是由于在CVD生长过程中形成的S空位引起的短程散射。如果在氧化物衬底上CVD-MoS 2的结晶度的上限由生长期间MoS 2/衬底相互作用决定，则将阻碍该优势。在这项研究中，我们研究了单层MoS 2和SiO2/Si衬底之间的相互作用和顶部和底部S表面之间的结晶度的差异，由于MoS 2/衬底相互作用。拉曼光谱和光致发光光谱表明，掺杂和应变引起的MoS 2从衬底，但它们可以通过转移到一个新的衬底使用聚合物的MoS 2被删除。新开发的聚合物转移技术使CVD-MoS 2的底部或顶部表面选择性转移到新的SiO2/Si衬底上。对于正常和反向转移都清楚地观察到金属-绝缘体转变，这表明CVD-MoS 2的结晶度高，并且与衬底相互作用的底部表面的结晶度与顶部自由表面的结晶度相似。这些结果提供了积极的前景，通过重新考虑生长条件的氧化物衬底上的二硫化钼的结晶度的进一步改善。
2017-08-30 cond-mat.mtrl-sci
Effects of edge magnetism and external electric field on energy gaps in multilayer graphene nanoribbons
利用第一性原理密度泛函理论，我们研究了多层石墨烯纳米带的电子结构作为带宽度和外部电场的函数，施加垂直于带层。我们考虑两种类型的边缘（扶手椅和锯齿形），每一种都有两个边缘对齐（称为alpha和beta对齐）。我们发现，在单层和双层扶手椅型纳米带，多层扶手椅型纳米带表现出三个类的能隙随宽度的增加而减少。非磁性多层锯齿形纳米带具有对边缘对齐和层数敏感的能带结构，表明不同的磁性和由此产生的能隙。我们发现，在垂直于外电场的情况下，在ABC叠层带中可以产生能隙，而在其他叠层序列中，能隙随着外电场的增大而减小或保持闭合。
2010-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Facile and fast growth of high mobility nanoribbons of ZrTe$_5$
最近，ZrTe $_5$受到了很多关注，因为它表现出各种拓扑相，如弱和强拓扑绝缘体，狄拉克半金属，和量子自旋霍尔绝缘体在单层极限。虽然大多数研究都集中在三维块体材料上，但由于其在器件应用中的优势，人们非常希望获得纳米结构材料。我们报道了ZrTe $_5$纳米带的合成和表征。通过硅辅助化学气相传输方法，可以生长厚度为20 nm的长纳米带。生长速率比用于生长块状晶体的先前方法快一个数量级以上。此外，输运研究表明，纳米带具有低无意掺杂和高载流子迁移率，超过30，000 cm $^2$ /Vs，这使得能够从量子振荡可靠地确定$ac$平面中的$π$的Berry相。我们的方法在生长高质量的ZrTe $_5$超薄纳米结构方面具有很大的潜力。
2018-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Low wavenumber Raman spectroscopy of highly crystalline MoSe2 grown by chemical vapor deposition
过渡金属二硫属化合物（TMDs）由于其有趣的电学和光学性质而引起人们的关注。以可靠和简便的方法制造这些材料对于未来的应用非常重要，表征材料质量的方法也是如此。在这里，我们介绍了MoSe 2单层和少层晶体的化学气相沉积。这些结果表明使用化学气相沉积可靠地制造这些材料的实用性。首次给出了MoSe_2的低频拉曼光谱和剪切模式与层呼吸模式的映射。我们将这些模式的行为与材料中的层数相关联。低频拉曼映射探测CVD生长的二维材料的对称性，质量和单层存在的有用性被强调。
2015-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Vapor-Solid Growth of High Optical Quality MoS2 Monolayers With Near-Unity Valley Polarization
过渡金属二硫属化合物（TMDC）单层是原子级薄的直接带隙半导体，在纳米电子学、光电子学和电化学传感领域具有潜在的应用。最近的理论和实验工作表明，它们是利用布洛赫电子谷自由度的理想系统。例如，狄拉克谷极化已被证明在机械剥离的单层二硫化钼样品的偏振分辨光致发光，虽然在室温下很少看到极化。在这里，我们报告了一种新的方法，用于合成高光学质量的单层二硫化钼单晶的大小高达25微米的各种标准绝缘基板（二氧化硅，蓝宝石和玻璃）使用无催化剂的气-固生长机制。该技术简单可靠，晶体的光学质量极高，如谷偏振在30 K下接近1并且即使在室温下也保持在35%的事实所证明的，这表明实际上没有缺陷。这将允许大大改善的光电子TMDC单层器件的制造和常规研究。
2013-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Investigation of Growth-Induced Strain in Monolayer MoS2 Grown by Chemical Vapor Deposition
二维材料如过渡金属二硫属化物表现出独特的光学和电学性质。在这里，我们报告不同的光学性质的CVD生长的二硫化钼单层薄片具有不同的形状。特别地，观察到薄片的周边和中心区域具有不均匀的光致发光（PL）能量和强度。我们系统地量化了这些影响，并提出生长过程中的热致应变是起源。MoS2薄片转移后的应变弛豫支持这一解释。PL能量的空间分布的详细调查表明，根据二硫化钼薄片的形状，应变场的宽度是不同的。因此，我们的研究结果有助于阐明负责的PL和拉曼信号之间的周边区域和中心区域的单层二硫化钼的差异的基本机制，并建议诱导应变在单层材料的生长中起着重要的作用。
2019-12-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Uniform vapor pressure based CVD growth of MoS2 using MoO3 thin film as a precursor for co-evaporation
化学气相沉积（CVD）是一种用于二维过渡金属二硫属化物的高质量单层晶体生长的有效方法，其在改善生长过程方面投入了大量精力。在这里，我们报告了一种新的方法，通过使用热蒸发的三氧化钼（MoO 3）的薄膜作为钼（Mo）源共蒸发单层二硫化钼（MoS 2）的CVD生长。MoO 3薄膜的均匀蒸发速率提供了均匀的Mo蒸气，其促进了整个衬底上的MoS 2的高度可再现的单晶生长。这些高质量的晶体是大至95微米，其特征在于通过扫描电子显微镜，拉曼光谱，光致发光光谱，原子力显微镜和透射电子显微镜。使用生长的单晶制造的底栅场效应晶体管显示出n型晶体管行为，在环境条件下具有良好的开/关比10^6。我们在这里提出的研究结果解决了CVD工艺过程中的前体蒸汽控制，是朝着未来半导体器件应用的二硫化钼可重复生长迈出的重要一步。
2019-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and signature of Tomonaga-Luttinger liquid state in epitaxial CoSb$_{1-x}$ nanoribbons
最近，单层CoSb/SrTiO $_3$被提出作为具有界面超导性的候选物，类似于单层FeSe/SrTiO $_3$。实验上，虽然CoSb基化合物表现为纳米线和薄膜已经实现了SrTiO $_3$衬底，作为一个丰富的游乐场，他们的电子结构仍然是未知的，尚未解决。本文采用分子束外延技术在SrTiO $_3$（001）衬底上制备了具有准一维条纹的CoSb $_{1-x}$纳米带，并利用原位角分辨光电子能谱对其电子结构进行了研究。观察到没有横向色散的直费米表面。CoSb $_{1-x}$ /SrTiO $_3$是轻微的空穴掺杂，其中界面电荷转移与单层FeSe/SrTiO $_3$相反。费米能级附近的光谱权重表现出幂律抑制，并服从普适的温度标度，是Tomonaga-Luttinger液体（TLL）态的特征。获得的TLL参数$\sim$ 0.21显示了潜在的强相关性。我们的研究结果不仅表明CoSb $_{1-x}$纳米晶体作为一个代表性的TLL系统，但也提供了线索，为进一步研究的CoSb相关的接口。
2021-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chemical Vapor Deposition Growth of Graphene using Other Hydrocarbon Sources
石墨烯因其独特的性质和广泛的应用前景吸引了众多的研究兴趣。来自气态烃源的化学气相沉积（CVD）已经显示出大规模石墨烯生长的巨大前景。然而，这种生长需要高生长温度，通常为1000°C。在这里，我们展示了一种改进的CVD路线，采用固体和液体烃原料，在低温下在铜箔上生长石墨烯。对于固体PMMA和聚苯乙烯前体，在低至400°C的生长温度下合成厘米级单层石墨烯膜。当使用苯作为烃源时，在低至300°C的生长温度下获得具有优异质量的单层石墨烯薄片。从第一性原理计算可以定性地理解成功的低温生长。我们的工作可能为经济方便的石墨烯生长铺平道路。
2011-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Mesoscale Imperfections in MoS2 Atomic Layers Grown by Vapor Transport Technique
通过机械剥离分离原子级薄层的小薄片的成功引发了对石墨烯和其他二维材料的巨大研究兴趣。然而，对于器件应用，具有低密度电子活性缺陷的高度结晶单层的受控大面积合成是必要的。在这里，我们展示了电成像的树枝状广告层和晶界单层二硫化钼（MoS2）生长的气相传输技术，使用微波阻抗显微镜。在我们的薄膜中的微米级沉淀物，这似乎是作为第二层的MoS2在常规的高度和光学测量，显示2个数量级的电导率比单层高。锯齿形晶界，另一方面，被证明是更电阻比晶粒，与以前的研究一致。我们的能力，以快速和非破坏性的方式映射的局部电性能是非常可取的优化大规模的二硫化钼原子层的生长过程。
2014-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Catalyst-Free Growth of Millimeter-Long Topological Insulator Bi2Se3 Nanoribbons and the Observation of pi Berry Phase
我们报告了通过无催化剂的物理气相沉积方法生长长度达几毫米的单晶Bi 2Se 3纳米带。扫描透射电镜分析表明，纳米带沿（1120）方向生长。我们得到了详细的表征的Bi 2Se 3纳米带的电子结构的测量Shubnikov-de Haas（SdH）的量子振荡。角相关的磁输运测量揭示了一个占主导地位的二维贡献来自表面状态和体状态的弱贡献。无催化剂的合成产生高纯度的纳米晶体，使大量的SdH振荡周期的观察，并允许一个精确的测定的π-Berry相，在拓扑绝缘体的狄拉克费米子的关键特征之一。长长度的纳米带可以赋予在单个纳米管上制造多个纳米电子器件的潜力。
2012-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of Large-Area MoS2 Atomic Layers with Chemical Vapor Deposition
以MoO3和S粉为反应物，采用化学气相沉积法在SiO2衬底上制备了大面积的MoS2原子层。光学，显微镜和电学测量表明，合成过程导致的二硫化钼单层的生长。TEM图像证实合成的MoS2片是高度结晶的。
2012-02-24 cond-mat.mtrl-sci
Biaxial strain tuning of excitons in monolayer MoSe$_2$ by high-temperature physical vapor deposition
本文利用高温物理气相沉积在Si₃N₄和SiO₂衬底上对单层MoSe₂施加双轴拉伸应变，实现了103 meV/%的激子调控速率，为过渡金属二硫化物中最高值，并通过光谱表征揭示了应变分布特性，为光电子器件应变工程提供了有效途径。
2024-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A First-Principles Study of Defects and Adatoms in Silicon Carbide Honeycomb Structures
采用第一性原理平面波方法研究了二维单层碳化硅（SiC）蜂窝结构及其准一维扶手椅型纳米带的力学、电学和磁学性质。为了揭示尺寸效应，本文还对SiC的三维体相和一维原子链进行了简要的研究。计算的键长，内聚能，电荷转移和带隙显示出明显的维度效应。基于声子频率计算的稳定性分析表明，二维SiC单层在平面几何结构中是稳定的。我们发现蜂窝状结构的2D SiC单层及其裸露的和氢钝化的纳米带是离子的、非磁性的、宽带隙半导体。在自能修正后，带隙进一步增加。使用应变能计算的机械性能进行了研究。研究了各种空位缺陷、吸附原子和替位杂质对二维SiC单层及其扶手椅型纳米带电子和磁性的影响。发现这些空位缺陷和杂质中的一些影响物理性质并获得磁矩，可以用于功能化SiC蜂窝结构。
2010-03-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Physical Vapor Transport Growth of Antiferromagnetic CrCl$_3$ Flakes Down to Monolayer Thickness
范德华磁体CrX $_3$（X = I、Br和Cl）具有高度可调的磁性，是开发新型二维磁性器件如磁性隧道结和自旋隧道晶体管的理想候选材料。CrCl $_3$的先前研究主要集中于机械剥离的样品。高质量原子级薄片的受控合成对于它们的技术实现是至关重要的，但迄今为止尚未实现。在这里，我们报告的增长大氯化铬$_3$薄片与明确的小平面下降到单层厚度（~0.6 nm）通过物理气相传输技术。已经获得了具有良好定义的刻面的孤立薄片和具有超过60 $μ$ m的三层部分的长条纹样品。高分辨率透射电子显微镜研究表明，氯化铬$_3$薄片是单晶的单斜结构，与拉曼光谱的结果一致。CrCl $_3$薄片的室温稳定性随着厚度的减小而降低。石墨/CrCl $_3$ /石墨隧道结的隧穿磁电阻证实了少层CrCl $_3$具有面内磁各向异性，Néel温度为17 K。我们的研究为开发基于CrCl $_3$的可扩展二维自旋电子学应用铺平了道路。
2022-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling interlayer excitons in MoS2 layers grown by chemical vapor deposition
将MoS $_2$单层组合以形成多层允许获得新的功能。在这项工作中，我们研究的堆叠顺序和层间耦合的价态在MoS $_2$同质双层样品的化学气相沉积（CVD）生长和人工堆叠的CVD单层双层之间的相关性。我们表明，空穴离域的双层是允许在2 H堆叠，并在较强的层间激子吸收的结果，也在一个更大的A-B激子分离相比，3R双层，其中空穴和电子都被限制在各个层。比较2 H和3R反射率光谱允许提取约$t_\perp=49$ meV的层间耦合能量。获得非常相似的结果为生长和人工堆叠的双层是有希望的组装大面积范德华结构与CVD材料，使用层间激子吸收和A-B激子分离作为层间耦合的指标。除了DFT计算，包括激子效应确认签名的有效层间耦合2 H堆叠与我们的实验一致。
2020-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Monolayer Solid Helium-4 Clusters on Graphite
为了解决石墨上4 He单层相图低密度区的争议，我们对该体系进行了路径积分Monte Carlo研究。我们提供了直接的证据，低密度单层具有固体团簇和低密度蒸汽，而不是最近的建议，该系统是在超流相。我们进一步确定，在低密度下观察到的圆形热容峰是由这种固体团簇的熔化引起的，并且与所建议的超流体转变无关。
1998-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Mixed-Salt Enhanced Chemical Vapor Deposition of Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides
熔融盐的使用，例如，Na_2MoO_4和Na_2WO_4在二维过渡金属二硫属化物（TMDC）的化学气相沉积（CVD）生长中显示出巨大的成功。与卤化物盐（即，NaCl，NaBr，KI）辅助生长（Salt 1.0），熔盐辅助气-液-固（VLS）生长技术（Salt 2.0）提高了合成2D TMDC的再现性、效率和可扩展性。然而，使用Salt 2.0技术生长大面积MoSe 2和WTe 2仍然具有相当大的挑战性。在这项研究中，使用混合盐（例如，Na_2MoO_4-Na_2SeO_3和Na_2WO_4-Na_2TeO_3）是一种用于增强CVD法生长大晶粒MoSe_2和WTe_2晶体的新方法。在2英寸SiO_2/Si晶片上生长了晶粒尺寸为100-250 μ m的连续单层MoSe_2薄膜或晶粒尺寸为~ 450 μm的孤立片状MoSe_2薄膜。我们的研究进一步证实了Na+和SeO_（32-）在增强CVD生长圆片级单层MoSe_2薄膜中的协同效应。因此，在过渡金属盐中添加Na_2SeO_3和Na_2TeO_3可以作为增强CVD生长许多其他二维硒化物和碲化物的一般策略。
2021-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Accessing high optical quality of MoS2 monolayers grown by chemical vapor deposition
化学气相沉积（CVD）允许在廉价衬底上的大表面积上生长过渡金属二硫属化物（TMD）。在这项工作中，我们相关的CVD生长的MoS $_2$单层（ML）的结构质量的SiO $_2$ /Si晶片的高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）研究显示，在低温到环境温度的光发射和吸收的高光学质量。我们用高分辨透射电子显微镜测定了样品的缺陷浓度为10 $^{13}$ cm $^{-2}$。为了获得ML的固有光学质量，我们从SiO $_2$生长衬底中去除ML，并将其封装在具有低缺陷密度的hBN薄片中，以减少介电无序的不利影响。在低温下（T= 4K），自由激子的发射和吸收光谱的光跃迁线宽为5 meV.这与通过散装材料的机械剥离获得的最佳ML样品相当。CVD生长的MoS $_2$ ML的光致发光主要由自由激子而不是缺陷，即使在低温下。高的光学质量的样品进一步证实了观察激发激子态的里德伯系列。我们在CVD生长的MoS $_2$层中光学地产生谷相干性和谷极化，显示了研究大表面积CVD样品中自旋和谷物理的可能性。
2019-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of edge structures on elastic modulus and fracture of graphene nanoribbons under uniaxial tension
基于原子模拟，预测了单层石墨烯纳米带在准静态单轴拉伸下的非线性弹性性质，强调了边缘结构（扶手椅和锯齿形，无氢钝化和有氢钝化）的影响.原子模拟的结果解释热力学的理论框架内，这使得应变相关的边缘能量和氢吸附能的非线性函数的确定，锯齿形和扶手椅边缘。由于边缘效应的影响，石墨烯纳米带在无限小应变下的初始杨氏模量随边缘手性和带宽的变化而变化。此外，发现扶手椅型石墨烯纳米带的标称断裂应变比锯齿形带低得多。两种不同的断裂机制被确定，与锯齿形带和边缘控制的扶手椅带的非均质形核。氢钝化的边缘被发现有锯齿形石墨烯纳米带的机械性能的影响可以忽略不计，但其效果是更显着的扶手椅带。
2010-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structure and Diffusion of Nanoparticle Monolayers Floating at Liquid/Vapor Interfaces: A Molecular Dynamics Study
大规模分子动力学模拟被用来模拟一层纳米颗粒在液体表面上的扩散。研究了以Lennard-Jones单体为代表的低粘度液体和以线性均聚物为代表的高粘度液体。分析了纳米颗粒密度和纳米颗粒与液体之间的接触角变化时纳米颗粒的组织和扩散。当纳米颗粒和液体之间的相互作用减少时，接触角增加，并且纳米颗粒在液体表面上骑得更高，这使得它们能够更快地扩散。在这种情况下，短程阶数也减少，如在成对关联函数中所见。对于聚合物液体，层外波动得到抑制，短程有序略有增强。然而，扩散变得慢得多，并且均方位移甚至在大的时间显示出次线性的时间依赖性。扩散系数与粘度的关系与体扩散的关系不同。结果进行比较，在2维的相同的纳米粒子的模拟。
2012-05-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Controllable Water Vapor Assisted Chemical Vapor Transport Synthesis of WS2-MoS2 Heterostructure
二维过渡金属二硫属化物（MX2）及其异质结构的气相合成通常再现性差并且对不受控的环境湿度敏感。最近认识到，水蒸气可以通过在高温下与MX2反应以形成挥发性金属羟基氧化物（MOx（OH）y）和氢硫属化物（H2 X）而在MX2的生长中发挥重要作用，所述挥发性金属羟基氧化物（MOx（OH）y）和氢硫属化物（H2 X）显著改变生长过程。在这里，我们报告的WS 2，二硫化钼，和它们的异质结构的可控合成使用水辅助化学气相传输（CVT）。通过二水硫酸钙（CaSO 4 2 H2O）固体前体的热脱水可以可调地输送水蒸气，不仅提供比液态水低得多的蒸气压基线和更宽的可调范围，而且可以很容易地集成到化学气相沉积过程中。这允许WS 2的单层、多层和螺旋纳米片的受控生长，以及MX 2边缘上的横向外延生长，以及大面积WS 2-MoS 2异质结构的更可再现的生长。拉曼和光致发光光谱映射证实了WS 2-MoS 2异质结构的各种类型。这些结果揭示了MX2的生长机理，并为其他金属硫属化物的可控生长提供了一种通用方法。
2019-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamically driven tilt grain boundaries of monolayer crystals using catalytic liquid alloys
本研究提出利用钼酸钠液态合金的气-液-固生长法，可制备产率超95%的钼极性5|7缺陷的单层MoS₂晶界，提升薄膜光致发光强度，为二维多晶薄膜的缺陷调控与性能工程提供技术线索。
2025-07-30 cond-mat.mtrl-sci
Structural and electronic properties of hybrid graphene and boron nitride nanostructures on Cu
最近，已经合成了由交替的石墨烯和氮化硼（BN）域组成的二维纳米结构。这些系统具有有趣的电子和机械性能，在电子和光学器件中具有潜在的应用。在这里，我们进行了第一性原理的研究模型的BN-C混合单层和纳米带沉积在Cu（111）表面上，基板用于他们的生长在所述实验中。为了比较，我们也考虑BN和BC 2N纳米结构。我们发现BN和BC 2N单层与Cu（111）的结合较弱，而具有交替畴的单层由于局域界面态的存在而与B-C界面处的衬底强烈相互作用。这种结合导致单层的变形和相当大的n-掺杂。纳米带表现出类似的行为。此外，即使在钝化边缘的情况下，它们也与边缘处的基底显著相互作用。这些研究结果提出了一种基于纳米结构和衬底诱导效应之间的相互作用来调整BN-C混合模型的带隙和掺杂水平的途径。
2013-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cross-plane enhanced thermoelectricity and phonon suppression in graphene/MoS2 van der Waals heterostructures
原始的二维材料的热电优值被预测为显着小于单位，使它们作为热电材料没有竞争力。在这里，我们阐明了一种新的策略，通过创建两种不同材料的多层纳米带，并允许热和电流垂直于它们的平面流动，克服了这一限制。为了证明热电效率ZT的这种增强，我们分析了夹在两个石墨烯单层之间的单层二硫化钼（MoS 2）的热电性能，并证明了与原始母体材料相比，交叉平面（CP）ZT显著增强。对于MoS 2的母体单层，我们发现ZT可以高达约0.3，而单层石墨烯具有可忽略不计的小ZT。相比之下，对于石墨烯/MoS 2/石墨烯异质结构，我们发现CP ZT可以大到2.8。对这种增强的一个贡献是与母体材料相比，范德华异质结构的热导率降低，这是由MoS 2/石墨烯界面处的边界散射的组合引起的，该边界散射抑制了声子传输和单层MoS 2的较低德拜频率，该德拜频率从单层石墨烯过滤声子。第二个贡献是在纳米带的边缘处与钼原子相关联的电导和塞贝克系数的增加。
2016-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
