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On the van der Waals Epitaxy of Homo-/Heterostructures of Transition Metal Dichalcogenides.
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2020-05-25 , DOI: 10.1021/acsami.0c05872 Wouter Mortelmans 1, 2 , Ankit Nalin Mehta 2, 3 , Yashwanth Balaji 2, 4 , Stefanie Sergeant 2 , Ruishen Meng 3 , Michel Houssa 3 , Stefan De Gendt 2, 5 , Marc Heyns 1, 2 , Clement Merckling 2
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2020-05-25 , DOI: 10.1021/acsami.0c05872 Wouter Mortelmans 1, 2 , Ankit Nalin Mehta 2, 3 , Yashwanth Balaji 2, 4 , Stefanie Sergeant 2 , Ruishen Meng 3 , Michel Houssa 3 , Stefan De Gendt 2, 5 , Marc Heyns 1, 2 , Clement Merckling 2
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Layered materials held together by weak van der Waals (vdW) interactions are a promising class of materials in the field of nanotechnology. Besides the potential for single layers, stacking of various vdW layers becomes even more promising since unique properties can hence be precisely engineered. The synthesis of stacked vdW layers, however, remains to date, hardly understood. Therefore, in this work, the vdW epitaxy of transition metal dichalcogenides (TMDs) on single-crystalline TMD templates is investigated in depth. It is demonstrated that the role of lattice mismatch is insignificant. More importantly is the role of surface energy, calculated using density functional theory, which plays an essential role in the activation energy for adatom diffusion, hence nucleation density. This in turn correlates with defect density since the stacking sequence in vdW epitaxy is generally poorly controlled. Moreover, the vapor pressure of the transition metal is also found to correlate with adatom diffusion. Consequently, the proposed study enables important and new insight in the vdW epitaxy of multilayer 2D homo-/heterostructures.
中文翻译：
关于过渡金属双硫属元素的同构/异质结构的范德华外延。
通过弱范德华（vdW）相互作用保持在一起的分层材料是纳米技术领域中很有希望的一类材料。除了单层的潜力外，各种vdW层的堆叠变得更有希望，因为可以精确地设计独特的性能。但是，堆叠的vdW层的合成至今仍不为人所知。因此，在这项工作中，深入研究了单晶TMD模板上的过渡金属二卤化物（TMD）的vdW外延。结果表明，晶格失配的作用微不足道。更重要的是使用密度泛函理论计算得出的表面能的作用，它在吸附原子扩散的活化能以及成核密度中起着至关重要的作用。这又与缺陷密度相关，因为vdW外延中的堆叠顺序通常控制不佳。此外，还发现过渡金属的蒸气压与原子扩散有关。因此，拟议的研究为多层2D均质/异质结构的vdW外延提供了重要且新的见识。
更新日期：2020-05-25
中文翻译：
关于过渡金属双硫属元素的同构/异质结构的范德华外延。
通过弱范德华（vdW）相互作用保持在一起的分层材料是纳米技术领域中很有希望的一类材料。除了单层的潜力外，各种vdW层的堆叠变得更有希望，因为可以精确地设计独特的性能。但是，堆叠的vdW层的合成至今仍不为人所知。因此，在这项工作中，深入研究了单晶TMD模板上的过渡金属二卤化物（TMD）的vdW外延。结果表明，晶格失配的作用微不足道。更重要的是使用密度泛函理论计算得出的表面能的作用，它在吸附原子扩散的活化能以及成核密度中起着至关重要的作用。这又与缺陷密度相关，因为vdW外延中的堆叠顺序通常控制不佳。此外，还发现过渡金属的蒸气压与原子扩散有关。因此，拟议的研究为多层2D均质/异质结构的vdW外延提供了重要且新的见识。
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