We have performed Kinetic Monte Carlo simulation to study the effect of diffusion anisotropy and bonding anisotropy on island formation at different temperatures during the sub-monolayer film growth in Molecular Beam Epitaxy. We use simple cubic solid on solid model and event based Bortz, Kalos and Labowitch (BKL) algorithm on Kinetic Monte Carlo method to simulate the physical phenomena. We have found that surface anisotropy has no significant role on island elongation however it influences on the island morphology, growth exponent and island size distribution. Elongated islands were obtained when bonding anisotropy was included.
MoS 2的二维(2D)半导体在硅之外的先进电子技术中具有巨大的潜力1 -9。到目前为止,高质量的单层MoS 2晶片10 -12已经可用,并且从单个晶体管到集成电路的各种演示也已经展示13 -15。除了单层,多层具有较窄的带隙,但改善了载流子迁移率和电流容量的单层5,16-18。然而,实现高质量的多层MoS 2晶片仍然是一个挑战。在这里,我们报告的高品质的多层二硫化钼4英寸晶圆的生长通过逐层外延工艺。外延导致相邻的外延层之间的明确定义的堆叠顺序,并提供了一个微妙的控制层数高达6。对不同层数的硅片进行了原子结构和电子性质的系统评价。正如预期的那样,在较厚层的场效应晶体管(FET)中发现了器件性能的显著改善。例如,在室温(RT)下的平均场效应迁移率(μFE)可以从单层的约80 cm 2 V-1 s-1增加到双层/三层器件的约110/145 cm 2 V-1 s-1。在Vds=2 V时,最高的RT μFE=234.7 cm 2 V-1 s-1,最高的导通电流密度为1.704 mAμm-1,开关比超过107.因此,我们的工作向2D MoS 2在电子领域的实际应用迈进了一步。
$WSe_2$ Monolayers Grown by Molecular Beam Epitaxy on hBN
Institute of Experimental Physics, Faculty of Physics, University of Warsaw(华沙大学物理学院实验物理研究所);Institute of Physics, Polish Academy of Sciences(波兰科学院物理研究所);Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science(国家材料科学研究所材料纳米构造研究中心);Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science(国家材料科学研究所电子与光学材料研究中心)
Growth, stabilization and conversion of semi-metallic and semiconducting phases of MoTe2 monolayer by molecular-beam epitaxy
单层(ML)过渡金属二硫属化物以不同的相存在,例如六方(2 H)和畸变八面体或单斜(1 T ')相。不同的结构表现出截然不同的性质。例如,2 H MoTe 2 ML是直接带隙半导体,而1 T 'MoTe 2是半金属。有人提出,2 H和1 T 'MoTe 2之间的形成能相差很小,因此很有可能调整MoTe 2的结构,从而带来新的应用,如相变电子学。在这项工作中,我们报告的生长2 H和1 T 'MoTe 2 ML的分子束外延(MBE)。通过改变分子束外延的生长条件和退火,我们证明了外延MoTe 2结构域的可调谐性。我们目前的实验和理论证据表明,在分子束外延过程中,Te表面吸附在促进和稳定,否则亚稳1 T '-MoTe 2的重要作用。
Magnetic properties of molecular beam epitaxy-grown ultrathin Cr2Ge2Te6 films down to monolayer limit on Si substrates
Tsinghua University(清华大学);Shanghai Aerospace Electronic Communication Equipment Research Institute(上海航天电子通信设备研究所);Beijing Academy of Quantum Information Sciences(北京量子信息科学研究院);Southern University of Science and Technology(南方科技大学);Frontier Science Center for Quantum Information(量子信息前沿科学中心);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室)
Evidence for Highly p-type doping and type II band alignment in large scale monolayer WSe2 /Se-terminated GaAs heterojunction grown by Molecular beam epitaxy
Interfacial Coupling Controls Molecular Epitaxy of HMTP on Graphene/SiC
Masaryk University(马萨里克大学);Brno University of Technology(布尔诺理工大学);Charles University(查理大学);Institute of Physical Engineering, Brno University of Technology(布尔诺理工大学物理工程学院)
High carrier mobility in single-crystal PtSe2 grown by molecular beam epitaxy on ZnO(0001)
PtSe 2作为一种高迁移率二维材料,在微电子学、光电探测和自旋电子学等领域有着广泛的应用前景。在绝缘衬底上生长具有晶片级均匀性的高质量PtSe 2是电子输运研究和器件实际应用的先决条件。在这里,我们报告的高度取向的少层PtSe 2 ZnO(0001)的分子束外延生长。用电子衍射、X射线衍射、原子力显微镜和透射电子显微镜对薄膜的晶体结构进行了表征。与生长在石墨烯、蓝宝石、云母、SiO2和Pt(111)上的PtSe 2层的比较表明,在绝缘衬底中,ZnO(0001)产生具有优异结构质量的膜。在ZnO/PtSe 2外延层上进行的霍尔测量显示出明显的半导体特性和高迁移率,室温下超过200 cm ~ 2 V ~(-1)s ~(-1),低温下高达447 cm ~ 2 V ~(-1)s ~(-1)。
Dynamic atomic reconstruction: how Fe3O4 thin films evade polar catastrophe for epitaxy
氧化物材料与强关联电子界面的极性突变引发了一系列新的研究活动。我们的期望是,这种先进接口的设计将成为一个强大的途径,工程设备与新的功能。在这里,我们研究的初始阶段的生长和自旋电子Fe 3 O 4/MgO(001)界面的电子结构。使用软X射线吸收光谱,我们已经发现,所谓的A-网站是完全缺失的第一个Fe 3 O 4单层。这使我们能够开发出一种意想不到但优雅的生长原理,其中在沉积过程中,Fe原子不断移动以解决发散的静电势问题,从而同时确保外延和化学计量。这种增长原则为界面设计提供了一个新的视角。
Room temperature ferromagnetism of monolayer chromium telluride with perpendicular magnetic anisotropy
在二维(2D)系统中实现长程磁有序化可能会彻底改变下一代信息技术。在这里,我们报告的晶体Cr 3 Te 4单层室温铁磁性的成功制造。采用分子束外延技术,在较低的衬底温度(~ 100 ℃)下生长了单层厚度的二维Cr 3 Te 4薄膜,与Si CMOS工艺兼容。X射线磁性圆二色性测量揭示了具有面外磁易轴的Cr 3 Te 4单层的居里温度(Tc)为~344 K,对于具有面内易轴的较厚的膜(~ 7 nm),居里温度降低到~240 K。通过密度泛函理论计算,将铁磁耦合和磁各向异性转变的增强归因于界面效应,特别是单层Cr 3 Te 4/石墨界面处的轨道重叠.这项工作揭示了具有室温铁磁性的2D非层状材料的低温可扩展生长,用于新的磁性和自旋电子器件。
Unveiling the Structural Origin of the High Carrier Mobility of a Molecular Monolayer on Boron Nitride
最近,它被证明,在氮化硼上的分子单层二辛基苯并噻吩并苯并噻吩(C8-BTBT)的载流子迁移率可以达到10 cm 2/Vs,在以前报道的单层分子场效应晶体管中最高。在这里,我们表明,高品质的单晶C8-BTBT单层可能是创纪录的高载流子迁移率的关键来源。我们发现C8-BTBT分子更喜欢在六方氮化硼和石墨烯上逐层生长。这些基底的平坦度显著降低了C8-BTBT成核密度,并且使得能够重复生长C8-BTBT单层的大面积单晶。我们的实验结果表明,只有面外粗糙度大于0.6 nm的衬底可以诱导在晶体生长的干扰,从而影响电荷输运。这些信息对指导高质量外延分子膜的生长具有重要意义。
High temperature ferromagnetism in epitaxial monolayers of Co-doped Fe5GeTe2
University Grenoble Alpes(格勒诺布尔阿尔卑斯大学);CNRS(法国国家科学研究中心);CEA(法国原子能和替代能源委员会);IRIG-Spintec(IRIG自旋技术中心);European Synchrotron Radiation Facility(欧洲同步辐射装置);IRIG-MEM(IRIG分子与材料物理研究所);Synchrotron SOLEIL(SOLEIL同步辐射中心);Institut Universitaire de France (IUF)(法兰西学院)
Step-edge assisted large scale FeSe monolayer growth on epitaxial Bi2Se3 thin films
铁硫族化物非常规超导体的兴趣是强烈的后,FeSe的临界温度被报道提高了一个以上的数量级的单层限制在界面处的绝缘氧化物衬底。在包括FeSe与拓扑绝缘体的界面的异质结构中,预测会出现例如{ \it拓扑超导性}形式的另外的感兴趣的物理现象。到目前为止,铁硫系单分子膜的超导特性主要是通过局域扫描隧道谱实验来研究的,局域扫描隧道谱实验可以检测到态密度中的赝能隙,作为库珀配对的指示。由于难以生长具有均匀材料性质的薄膜,因此很少报道可以证明或证伪超导相的直接宏观输运性质。在这里,我们报告了一个有前途的生长方法,以制造单层厚FeSe分子束外延生长的Bi $_2$ Se $_3$拓扑绝缘体薄膜的连续地毯。与先前使用原子级平坦解理的块体Bi $_2$ Se $_3$晶体表面的工作相比,我们观察到高台阶边缘密度(平台宽度约10 nm)对MBE生长的Bi $_2$ Se $_3$衬底的强烈影响,这显著地促进了具有小的四方晶体畸变的聚结FeSe畴的生长,而不损害下面的Bi $_2$ Se $_3$晶体结构。