89 / 2023-09-15 16:41:51

一步合成二维垂直堆叠的PdSe2/PtSe2异质结构

化学气相沉积，PdSe2/PtSe2异质结构，一步硒化法

由两种不同过渡金属硫族化合物（TMDs）组成的范德华异质结（vdWHs）具有独特的器件结构，其电子传输通过范德华间隙实现，为器件物理学创建了新模型。TMDs材料不存在悬挂键，因此可以通过调整其成分、厚度和应变来扩展其带隙的可调性，为vdWHs的制备提供无限组合。由于TMDs材料的多样性和广泛覆盖性，大量vdWHs已被制造出来并应用于光电探测器、场效应晶体管、存储器和室温气体传感等。二硒化钯（PdSe₂）和二硒化铂（PtSe₂）是一类贵金属TMDs材料，因其带隙可调、高载流子迁移率和可观的表面体积比而备受关注。目前，制备vdWHs主要策略涉及堆叠从其块状物中剥离出来的层，虽然表现出卓越的性能，但在大规模生产方面受到严重限制，而且机械剥离或共蒸发方法仍然存在尺寸小或分布不均匀的问题。为了制备vdWHs，研究人员积极探索适用于工业生产的方法。Woods等人报道了在MoS₂和WS₂薄膜之间一步合成大面积异质结的方法。Yu等人通过控制快速硒化和硫化合成了垂直排列的WSe₂/MoS₂异质结构。尽管这些方法不能满足所有异质结的生长，但一步法和分步法制备vdWHs的思路仍然值得拓展。本研究通过对图案化的金属种子层进行一步硒化，制备出垂直堆叠的PdSe₂/PtSe₂异质结构。通过实验分析了不同异质结构的组成，确定了PdSe₂/PtSe₂异质结构的最佳硒化条件。此外，根据光学吸收光谱（UV-vis）和紫外发射光谱（UPS）分析了PdSe₂/PtSe₂异质结界面处的能带排列。这些垂直堆叠的vdWHs在纳米电子器件中正引起越来越多的关注。