该工作介绍了一种新奇的方法,用于合成模板式石墨烯/过渡金属硫化物(TMD),例如用化学气相沉积(CVD)法合成二硫化钼(MoS2),它是用UV /臭氧处理的固体碳源1,2,3,4-四苯基萘(TPN)作为石墨烯的生长前驱体。其中对TPN膜进行紫外/臭氧处理可改善TPN和MoS2层之间的界面粘合力。具有界面键合的石墨烯/ MoS2异质结构表现出优异的电学和机械特性,通过降低接触电阻和提高弯曲稳定性可以促进电荷注入。如此紧密的接触还大大增强了MoS2场效应晶体管的场效应迁移率。所提出的直接合成石墨烯/TMD异质结构方法有望在基于2D材料的纳米电子学领域有广泛的应用。
Figure 1. 石墨烯/MoS2异质结构的合成及表征。(a)SiO2/Si基底上合成石墨烯/MoS2的示意图,(b-d)Raman表征数据,(e)高分辨横截面TEM图,(f)深度情况,(g)SAED图。
Figure 2. 界面化学分析。(a-c)C 1s,Mo 3d,S 2p高分辨谱图,(d)Raman光谱比较。
Figure 3. 石墨烯/MoS2异质结构的电学性质和弯曲稳定性分析。
Figure 4. 所构建的MoS2-FETs器件的温度-依赖的转移特性和肖特基势垒高度情况。(a-b)用TrGr 和DiGr 作为S/D电极所构建的MoS2-FETs器件的I-V特性曲线,(c-d)用TrGr 和DiGr 作为S/D电极,MoS2-FETs在不同栅偏压下的曲线图,(e)dVDS/dIDS 与 1/IDS的函数关系,(f)肖特基势垒高度与栅偏压的函数关系
该研究工作由韩国浦项科技大学Kilwon Cho课题组于2020年发表在Chemistry of Materials期刊上。原文:Direct CVD Growth of Graphene/MoS2 Heterostructure with Interfacial Bonding for Two-Dimensional Electronics