دکتر میثم باقری، عضو هیات علمی گروه فیزیک دانشگاه گیلان، با همکاری تیم تحقیقاتی دانشگاه Hunan چین موفق به سنتز تک لایه WSe2 روی بستر طلا شدند و نشان دادند چرخش این تک لایه نسبت به طلا با افزایش دمای بازپخت و استفاده از اتم های ژرمانیوم بین این تک لایه و بستر می توانند راهکارهای مناسبی برای تغییر ماهیت نواری این ماده باشند.
به گزارش دیده بان علم ایران، موفقیت در سنتز تک لایه های دی کالکوژنید فلزات واسطه، افق های جدیدی را در علم ماده چگال و صنعت اپتوالکترونیک گشوده است.
وجود گاف نواری مستقیم و قابل تنظیم در این مواد، امیدهای زیادی را برای به کارگیری این دسته مواد در صنایع اپتوالکترونیک، سلول های خورشیدی و … رقم زده است.
یکی از مهمترین چالش ها در استفاده از این مواد در صنایع، کنترل ویژگی های الکترونی و اپتیکی آنها با روش های قابل تکرار است. در این تحقیق، نشان داده شد که می توان ماهیت آلایش تک لایه WSe2 از نوع p به نوع n تغییر داد. مهندسی چرخش بین این تک لایه و بستر طلا (twist) که با کنترل دمای بازپخت انجام پذیرفت عامل این تغییر ماهیت آلایش می باشد. شیوه معرفی شده در این تحقیق می تواند برای کنترل خصوصیات الکترونی فصل مشترک بین بستر فلزی-نیمرسانای دو بعدی مورد استفاده قرار گیرد.
در این پژوهش که نتایج آن طی مقاله ای با عنوان Electronic Tuning in WSe2/Au via van der Waals Interface Twisting and Intercalation منتشر شده، تک لایه WSe2 بر روی بستر طلا (۱۰۰) با روش نهشت قطرات شیمیایی (CVD) رشد داده شد. طیف سنجی رامان، طیف سنجی گسیل فوتونی اشعه ایکس (XPS)، و انالیزهای STS/STM برای بررسی خصوصیات الکترونی نمونه های سنتز شده مورد استفاده قرار گرفت. بررسی تصاویر الکترونی نشان داده که این تک لایه نسبت به صفحه طلا دارای زاویه ۰۰ می باشد و بر اساس انالیز STS ماهیت p گونه آن آشکار شد.
با افزایش دمای بازپخت به حدود ۷۰۰ K مشاهده شد که تک لایه WSe2 نسبت به صفحه طلا زاویه ۱۵۰ می سازد و ماهیت n گونه از خود نشان می دهد. این تغییر ماهیت آلایش با استفاده از محاسبات تئوری تابعی چگالی مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه، با اضافه کردن اتم های ژرمانیوم به نمونه، مشخص شد این اتم ها در فصل مشترک بین این تک لایه و بستر طلا قرار می گیرند و برهم کنش بین آن دو را تضعیف می کنند. بررسی نتایج STS نشان داد اضافه شدن ژرمانیوم منجر به بازگشت آلایش ذاتی تک لایه WSe2 می شود.
فعالیت های تجربی این مطالعه در دانشگاه Hunan چین در گروه دکتر Lijie Zhang صورت پذیرفت. بخشی از آنالیز های در دانشگاه National University of Singapore انجام پذیرفت. محاسبات مبتنی بر تئوری تابعی چگالی در این تحقیق توسط همکار ایرانی طرح و در دانشگاه گیلان انجام شد.
نتایج این پژوهش ۱۴ مارس در نشریه ماهانه ACS Nano منتشر شده که مجله دارای ضریب تاثیر ۱۵٫۸۸۱ می باشد.
انتهای پیام
* نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند