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TMD，Nature！

研之成理 · 公众号 · 科研 · 2025-02-21 16:47

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晶核向下生长，最终形成单晶薄膜，证明了本工作合成的下延生长机制的优异性能。

2、本工作给出了石墨烯的模板作用。石墨烯在硫化过程中形成纳米孔（图 2e-h ），其晶格方向引导 MoS₂ 晶核排列一致，确保单晶形成。

3、实验证明下延生长可在 SiO₂ 、 HfO₂ 、 Au 等多种基底上生长 TMDs ，突破传统外延的基底限制。

图 2. 下轴向生长的分步过程

要点：

1、图 2 展示了通过 CVD 生长的单晶单层石墨烯分步生长 MoS2 的示意图以及相应的 TEM 图像、选区电子衍射 ( SAED ) 图案和横截面 TEM 图像。

2、采用聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 转移工艺将 CVD 生长石墨烯转移到沉积在 SiO ₂ 衬底上的 Mo 薄膜上。硫化过程在 1000°C 下进行，以实现 MoS ₂ 生长过程中石墨烯的完全去除。

3、温度对亚晶生长的影响将在后面讨论。硫化 30 min 后， TEM 和 SAED 图像显示石墨烯和 Mo 膜没有明显变化 ( 图 2a-d) 。然而，拉曼光谱和 TEM 图像中 D 峰的出现表明石墨烯受到了轻微的破坏。经过 60 min 后，本工作可以通过石墨烯纳米孔观察到几个纳米 ( 以红色区域表示 ) 的纳米级 MoS2 晶核 ( 图 2e-h) 。

4、如图 2g 的 SAED 图所示，所有 MoS ₂ 晶核与石墨烯晶体学取向一致。图 2h 的横截面 TEM 图像显示 MoS ₂ 层生长在石墨烯下方，剩余的 Mo 膜生长在 MoS ₂ 下方，这表明了向下的硫化过程。在 90 min 后，伴随着石墨烯中纳米孔的扩大，定向排列的 MoS ₂ 晶核聚集成更大的晶粒，而没有晶界 ( 图 2i,j) 的形成。