前沿 2018-10-30 09:10

美国莱斯大学合成出平面碲膜

理群 摘自 美国莱斯大学

【据美国莱斯大学网站2018年10月29日报道】美国莱斯大学的研究团队在使用过渡金属二硫化物、钨二碲化物试验时,利用物理气相沉积(PVD)方法合成出了原子厚度的三层碲膜,并用脉冲激光沉积(PLD)法获得了1厘米见方的均匀且连续的亚7nm碲膜(Tellurene)。PLD薄膜具有半导体碲特征的六方晶体结构,但较薄的PVD生长材料在高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)下显示出独特的堆叠多晶型。研究人员根据密度泛函理论计算预测超薄碲膜可能存在多型体,包括在试验中观察到的α型,温度依赖性拉曼研究表明多晶型可能共存。这种不同的多型性意味着材料的晶体结构保持不变,但原子排列可根据层的堆叠方式而有所不同,具有完全不同的晶格排列。面内各向异性也意味着光学吸收,透射或电导率的性质在两个主要方向上会有所不同,Tellurene显示出比二硫化钼高三个数量级的电导率,这在光电子学中非常有用。碲原子比碳重得多,可显现出一种称为自旋轨道耦合的现象,它在较轻的元素中非常弱,并且允许更多的奇异物理特性,如拓扑相和量子效应等。最关键的是,与其他2D材料相比,Tellurene的独特之处是其晶体结构和高熔化温度,这使研究人员能够扩大光电子、热电和其他薄膜器件的性能范围。这两种互补生长方法提供了一种合成独特多型性的超薄Te膜的可控途径,厚度范围从三个原子层到6nm。该研究得到了美国美国能源部基础能源科学办公室、国家科学基金会、美国空军实验室和科学研究办公室的支持,相关论文《Polytypism in ultra-thin tellurium》已在2D Materials期刊上发表。
 
 
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