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
Biaxial strain tuned electronic structures and power factor in Janus Transition Metal Dichalchogenide monolayers
利用应变工程技术对过渡金属二硫属化物（TMD）单分子膜的物理性质进行调控的研究最为广泛，最近又合成了Janus TMD单分子膜MoSSe。本文采用广义梯度近似（GGA）和自旋轨道耦合（SOC）方法，系统地研究了Janus TMD MXY（M = Mo或W，X/Y = S，Se或Te）单分子膜的电子结构和输运性质与双轴应变的关系.研究发现，SOC对p型MoSSe、WSSe、n型WSTe、p型MoSeTe和WSeTe的功率因数有显著的不利影响，而对n型MoSSe、MoSTe、p型WSTe和n型MoSeTe的功率因数的影响可以忽略不计。这些可以通过考虑SOC对其价带和导带的影响来理解。当应变由压应变变为拉应变时，六种单层膜的能带隙都是先增大后减小。研究发现，应变可以通过改变价带极值（VBE）或导带极值（CBE）的数目和相对位置来调节价带和导带的带会聚强度，从而对它们的电子输运性质产生重要影响。通过施加适当的压应变或拉应变，可以通过应变诱导带收敛来提高n型或p型Seebeck系数，从而提高功率因数。本文的工作进一步丰富了新型TMD单分子膜的电子结构和输运性质与应变关系的研究，并激发了进一步的实验工作。
2018-03-12 cond-mat.mtrl-sci
MoSe2 and WSe2 shell morphology control via temperature optimization during two-step growth of ZnSe-based core-shell nanowires
针对 ZnSe 纳米线外 TMD 壳层均匀可控生长难题，本文采用磁控溅射牺牲氧化层与硒化两步法，并通过优化硒化温度实现 MoSe2/WSe2 壳层形貌调控。
2025-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Ultralow-Tensile Strain Enables Exciton Funneling and Energy Transfer to Boost MoSe2 Photoluminescence Quantum Yield
Faculty of Physics, University of Warsaw（华沙大学物理学院）；SPEC, CEA, CNRS, Université Paris-Saclay（法国原子能和替代能源委员会、国家科学研究中心、巴黎萨克雷大学SPEC实验室）；Université Paris-Saclay, ONERA, CNRS, Laboratoire d’étude des microstructures (LEM)（巴黎萨克雷大学、ONERA、国家科学研究中心微结构研究实验室）；School of Basic Sciences, Indian Institute of Technology Bhubaneswar（布巴内斯瓦尔印度理工学院基础科学学院）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（物质材料研究机构材料纳米架构研究中心）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（物质材料研究机构电子与光学材料研究中心）
通过仅施加0.1%双轴拉伸应变，结合层间能量转移，在ReS2/MoSe2异质结构中实现激子漏斗效应，使光致发光量子产率提升8倍，为增强vdW材料发光效率提供新途径。
2026-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Seeded growth of high-quality transition metal dichalcogenide single crystals via chemical vapor transport
过渡金属二硫属化合物（TMDs）是一种具有可调禁带宽度的范德华层状材料，为二维电子学和光电子学提供了有前途的平台。为此，瓶颈是如何以简便有效的方式获得高质量的单晶。传统的化学气相传输法（CVT）是目前应用最广泛的单晶生长方法之一，但其存在的主要问题是成核过度，导致晶体团簇较小，生长速度较慢。为了解决这些问题，引入籽晶抑制形核，并采用内管作为分离器和限流器，有利于大尺寸和高质量的TMD单晶的生长成功。给出了三个实例，成功地生长了毫米级MoSe_2和MoTe_2单晶，大大缩短了PtSe_2单晶的生长周期。讨论了种子无级变速器的工作机理。此外，基于剥离的多层MoSe 2的光电晶体管在环境条件下显示出优异的光响应，并且获得了110和125 us的相当快的上升和下降时间。该工作为在实验室中开发一种简便、通用的方法来合成高质量的TMD单晶铺平了道路，该单晶可作为潜在的低维光电子学的良好功能材料。
2020-09-07 cond-mat.mtrl-sci
CVD Grown Hybrid MoSe$_2$-WSe$_2$ Lateral/Vertical Heterostructures with Strong Interlayer Exciton Emission
Friedrich Schiller University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Technical University Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；Ulm University（乌尔姆大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
本文通过CVD法合成MoSe₂-WSe₂异质结构，展示其强层间激子发射特性，为二维量子材料的基础研究和应用提供新途径。
2026-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing Nonlinear Interactions of Dipolar Interlayer Excitons in MoSe$_2$/WSe$_2$ Heterobilayers
TU Darmstadt（达姆施塔特工业大学）
本研究采用激发能依赖的光致发光激发光谱，探测MoSe₂/WSe₂异质双层中层间激子的非线性相互作用，证实其存在净排斥性激子-激子相互作用，确立了PLE作为相关研究的灵敏方法。
2026-09-02 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
Textured organic ferroelectric films from physical vapor deposition and amorphous-to-crystalline transition
铁电性是微观电偶极子的集体行为，晶化是铁电性产生的关键。另一方面，不受控制的晶化导致不均匀的形貌和随机的晶体取向，这削弱了铁电薄膜的应用潜力。在这项工作中，我们介绍了一种薄膜的制造方法，低温物理气相沉积，然后抑制结晶，与电性能实时监测原位测量。采用该方法制备了2-甲基苯并咪唑（MBI）薄膜，其分子晶体是质子转移型双轴铁电体，并且倾向于生长成刺猬状球晶形貌。原位测量证实，结晶，对应于一个明确的过渡的物理性质，主要发生在沉积后变暖。这使得微米厚的膜在盘状形态与一个偏振轴沿面外方向对齐的制造，而测得的自发极化和矫顽场是可比的单晶值。这些结果标志着薄膜生长的一个重要进展，预计将广泛受益于分子材料薄膜的功能特性取决于结晶，以实现所需的形态和结晶度的制造。
2021-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Large-area synthesis of continuous two-dimensional MoTexSe2-x alloy films by chemical vapor deposition
二维半导体过渡金属二硫属化物（TMDs）的合金化研究取得了很大的进展，它可以实现带隙可调，并在光电子器件中得到实际应用。然而，由于样品合成的困难，碲基TMD合金的研究较少。在这里，在这项工作中，我们报告的大面积合成的2D MoTexSe 2-x合金薄膜的Te成分可控的改性碱金属卤化物辅助化学气相沉积方法。所制备的薄膜具有毫米级的横向尺寸。拉曼光谱实验结合计算的拉曼光谱和由密度泛函理论（DFT）获得的振动图像证实了MoTexSe 2-x合金的2 H相。MoSe 2的A1 g模随着x的增加而显著下移，并伴随着向低波数的不对称展宽，而E12 g模似乎没有变化，这可以用声子限制模型很好地解释。我们的工作为大规模制备2 H相Te基2D TMD合金提供了一种简单的方法。
2019-04-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Strain enhanced superconductivity of Mo$X_2$ ($X$=S or Se) bilayers with Na intercalation
Mo $X_2$（$X$ =S或Se）是具有二维结构的半导体族。最近的计算预测了电子掺杂的MoS $_2$单层膜的超导电性。本文对单层Na插入Mo $X_2$双层膜的电子结构和晶格动力学进行了计算。根据电子-声子相互作用，可以预测这种双层膜可以通过钠的插入而从间接带隙半导体转变为超导体。更有趣的是，双轴拉伸应变可以显着提高超导温度高达$\sim10$ K的Na-插层的MoS $_2$。此外，Na插层MoSe $_2$的声子平均自由程也得到了很大的提高，这为相关的应用提供了依据。
2016-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Harnessing Layer-Controlled Two-dimensional Semiconductors for Photoelectrochemical Energy Storage via Quantum Capacitance and Band Nesting
本研究通过APCVD生长层控二维MoSe$_2$，发现六层薄膜在光照下电容达115 μF/cm²，结合DFT揭示范霍夫奇点和能带嵌套增强量子电容，为光响应储能电极提供新途径。
2025-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Lateral heterojunctions within monolayer semiconductors
具有不同带隙的三维（3D）半导体之间的异质结是现代发光二极管、二极管激光器和高速晶体管的基础。在不同的二维（2D）半导体之间创建类似的异质结将使2D平面内的能带工程成为可能，并在材料科学、器件物理学和工程学中开辟新的领域。在这里，我们证明了无缝高质量的平面异质结可以生长在2D单层半导体MoSe 2和WSe 2之间。的结，使用物理气相传输的横向异质外延生长，在光学显微镜下可见，并显示增强的光致发光。原子分辨透射电子显微镜显示，它们的结构是一个未变形的蜂窝晶格，其中一种过渡金属被另一种过渡金属取代发生在整个界面上。这种横向结的生长将允许新的器件功能，例如面内晶体管和二极管，被集成在单个原子级薄层内。
2014-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fluid Guided CVD Growth for Large-scale Monolayer Two-dimensional Materials
大气压化学气相沉积（APCVD）由于其低成本和高质量单层晶体的合成而被广泛用于合成二维（2D）材料。然而，对反应机理和影响APCVD工艺的关键参数的理解仍处于萌芽阶段。因此，APCVD方法在实现大规模连续膜方面的可扩展性仍然非常差。在这里，我们使用MoSe2作为模型系统，并提出了一种流体引导的生长策略，用于理解和控制二维材料的生长。通过实验和计算流体动力学（CFD）分析在全反应器规模的集成，我们确定了三个关键参数：前体混合，流体速度和剪切应力，这在APCVD过程中发挥了关键作用。通过改变生长装置的几何形状，以增强前体混合和降低附近的速度剪切速率以及调整流动方向，我们成功地获得了英寸级单层MoSe 2。通过流体设计实现可扩展的2D材料的这一前所未有的成功为设计新的CVD系统以实现纳米材料的可扩展合成奠定了基础。
2020-05-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Heteroepitaxial growth of high optical quality, wafer-scale van der Waals heterostrucutres
过渡金属二硫属化物（TMD）是一种可以表现出有趣的光学性质的材料，如当被减薄到单层时，带隙从间接到直接的变化。对于这样的单层，可以观察到良好分辨的窄激子共振，然而仅对于具有足够结晶质量的材料，迄今为止大多以微米尺寸的薄片的形式可用。通过将TMD转移到六方氮化硼（hBN）上，可以实现光学和电学性质的进一步显著改善。为了充分利用TMD在未来应用中的潜力，必须开发不仅允许生长大规模、高质量TMD单层，而且允许直接在大规模外延hBN上进行生长的外延技术。在这项工作中，我们解决了这个问题，并证明了高光学质量的MoSe 2可以直接生长在整个两英寸晶片上的外延hBN上。我们开发了一种组合的生长主题，其中hBN首先通过金属有机气相外延（MOVPE）在高温下合成，并且作为第二步，MoSe 2通过分子束外延（MBE）在低得多的温度下沉积在顶部。我们表明，这种结构具有优异的光学性能，表现在光致发光光谱中的窄激子线。此外，该材料在整个2英寸晶片的区域上是均匀的，激子能量的偏差仅为+/-0.14 meV。我们的混合生长技术可以指导未来大规模生产高质量的TMD/hBN异质结的方式。
2021-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Effects of Interfacial States and Strain on Tunnel Magnetoresistance in van der Waals Magnetic Tunnel Junctions
Indian Institute of Technology Mandi（印度技术学院曼迪分校）；National Institute for Materials Science (NIMS)（国家材料科学研究所）
本文研究了范德华磁性隧道结中界面态与应变对隧道磁阻的影响，揭示了势垒厚度、双轴拉伸应变可调控TMR比率，为增强全二维磁性隧道结的TMR效应提供了有效途径。
2026-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Geometric band properties in strained monolayer transition metal dichalcogenides using simple band structures
单层过渡金属二硫属化物（TMD）裸露的大Berry曲率热点容易利用几何带效应。通过应变调整和增强这些功能是一个积极的研究方向。在这里，我们考虑无自旋的两带和三带，和自旋四带模型能够量化的Berry曲率和轨道磁矩的应变TMD。首先，我们提供了一个$k\cdot p$参数设置为MoS $_2$，MoSe $_2$，WS $_2$，和WSe $_2$在最近发布的从头算和实验频带特性。它的有效性范围从$K$谷边缘延伸到约100毫电子伏到这些TMD的价带和导带。为了扩大这在更大的部分布里渊区，我们将应变到一个可用的三带紧束缚哈密顿。通过这些技术，我们证明了Berry曲率和轨道磁矩可以通过施加通常为2.5%的双轴拉伸应变相比，其固有值增加一倍。这些简单的能带结构工具可以应用于应变单层TMD中几何能带效应的定量器件建模。
2019-10-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Synergistic Photon Management and Strain-Induced Band Gap Engineering of Two-Dimensional MoS2 Using Semimetal Composite Nanostructures
二维MoS 2在柔性电子和光子器件中的应用越来越受到人们的关注。对于2D材料光电子器件，分子薄的2D吸收体的光吸收将是器件效率的关键限制因素之一，并且常规光子管理技术不一定与它们兼容。在本文中，我们展示了两种半金属复合纳米结构，用于二维MoS 2的协同光子管理和应变诱导带隙工程：（1）伪周期Sn纳米点，（2）导电SnOx（x<1）核壳纳米针结构。没有复杂的纳米光刻，这两种纳米结构都是通过物理气相沉积自组装的。2D MoS 2在Sn纳米点下在λ=650-950 nm处实现高达> 15倍的吸收增强，并且在SnOx（x<1）纳米针下在λ=700-900 nm处实现20- 30倍的吸收增强，两者都跨越可见光到近红外范围。通过拉曼和光致发光光谱证实，由于Sn纳米结构引起的拉伸应变，MoS 2中的吸收增强是由于强的近场增强和MoS 2带隙减小。特别地，我们证明了使用导电纳米针结构的SnOx（x<1）将高达3.5%的双轴拉伸应变引入到2D MoS 2中，这将带隙减小约0.35 eV，以进一步增强在更长波长处的光吸收。据我们所知，这是第一次在2D MoS 2上展示协同的三重功能光子管理，应激源和导电电极层。这种用于扩展光谱响应的协同光子管理和带隙工程方法可以进一步应用于未来2D光子器件的其他2D材料。
2023-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Effect of strain and sulfur vacancies on the luminescence and valley polarization properties of CVD grown monolayer MoS$_2$ films
利用变温光致发光（PL）、偏振分辨PL和Raman光谱，研究了原位真空退火和应变弛豫对蓝宝石和SiO $_2$ /Si衬底上大面积严格单层（1 L）-MoS $_2$的发光和谷偏振特性的影响.研究表明，应变以及空气分子在硫空位（$V_S$）位置的物理吸附在控制CVD生长的1 L-MoS $_2$的光学质量中起着关键作用。从$V_S$位点去除空气分子增强了A-激子/trion跃迁的相对强度，与在低温下由这些缺陷产生的宽发光（BL）带相比。还发现，这种去除有助于改善膜的谷偏振特性。通过聚苯乙烯辅助转移工艺将1 L-MoS $_2$膜从蓝宝石转移到SiOPDMATHABMM/Si衬底上，实现了双轴拉伸应变的弛豫，这也有助于恢复谷的高极化特性（$\sim$ 80%）。该研究进一步表明，转移过程不仅有利于从$V_S$位点去除物理吸附的空气分子，而且还在MoS $_2$上放置了一个持久的覆盖层，该覆盖层屏蔽了膜与空气的反应，从而通过抑制BL跃迁来提高A-激子/三电子跃迁的相对产率。因此，这项研究创造了一个机会，使用CVD生长的大面积1 L-MoS $_2$的光电以及valleytronic器件的发展，为未来的实际应用。
2022-04-19 cond-mat.mtrl-sci
