İki Boyutlu Geçiş Metali Dikalkogenitleri Büyütmek
Araştırmacılar iki boyutlu geçiş metali dikalkogenitlerini büyütmek için yeni bir strateji geliştirdi.
Singapur Ulusal Üniversitesi (National University of Singapore, NUS) araştırmacıları, iki boyutlu geçiş metali dikalkojenitlerin (2D TMD’ler) büyütülmesi için yeni bir faz seçici düzlem içi heteroepitaksiyal strateji geliştirdiler. Bu yaklaşım, 2B TMD’lerin faz mühendisliği ve 2B heteroyapılı cihazların imalatı için umut verici bir yöntem sağlar.
2D TMD’ler, 2H (üçgen prizmatik), 1T (oktahedral), 1T’ ve Td fazları dahil olmak üzere çeşitli polimorfik yapılar sergiler. Bu fazlar süperiletkenlik, ferroelektriklik ve ferromanyetizma gibi özellikler kazandırır. Bu yapısal aşamaları manipüle ederek TMD’lerin zengin fiziksel özellikleri ayarlanabilir ve faz mühendisliği olarak bilinen yöntemle özellikleri üzerinde hassas kontrol sağlanır.
Bu çalışmada, NUS Fen Fakültesi Fizik Bölümü’nden Profesör Andrew Wee liderliğindeki bir araştırma ekibi, uluslararası ortaklarla işbirliği içinde, H-fazlı krom diselenid (CrSe2) büyümesini tohumlamak için düzlem içi heteroepitaksiyel bir şablon olarak molibden diselenid (MoSe2) nanoribbonları büyütmek için moleküler ışın epitaksisini (Molecular Beam Epitaxy, MBE) kullandı.
MBE, molekülleri birer birer biriktirerek bir yüzey üzerinde çok ince malzeme katmanları oluşturmaya yönelik bir tekniktir. Bu, biriktirilen katmanların bileşiminin, kalınlığının ve yapısının atomik seviyede hassas bir şekilde kontrol edilmesini sağlar.
Araştırmacılar, ultra yüksek vakumlu taramalı tünelleme mikroskobu (STM) ve temassız atomik kuvvet mikroskobu (nc-AFM) tekniklerini kullanarak, H-faz CrSe2 tek katmanlarında tip-I bant hizalamaları ve ayna ikiz sınırlarının karakteristik kusurları ile atomik olarak keskin heteroyapı arayüzlerini gözlemlediler. Bu ayna ikiz sınırları, sınırlı tek boyutlu elektronik sistem içinde benzersiz bir davranış sergilemiştir.
Araştırma bulguları 26 Şubat 2024 tarihinde Nature Communications dergisinde yayımlandı. Bu araştırma, ekibin 2D malzemelerin faz yapısı kontrolü ve fiziksel özellik çalışmalarına yönelik devam eden araştırmalarının bir devamı niteliğindedir.
Araştırma makalesinin ilk yazarı olan Dr. Liu Meizhuang, “Bu düzlem içi heteroepitaksiyel şablonu kullanarak H-faz vanadyum diselenidin faz seçici büyümesini de gerçekleştirdik. Bu faz seçici düzlem içi heteroepitaksiyel yöntem, 2D-TMD faz yapıları kütüphanesini genişletmek için genel ve kontrol edilebilir bir yol olma potansiyeline sahiptir, böylece belirli 2D fazların temel araştırmalarını ve cihaz uygulamalarını ilerletir.”
Dr. Wee, “2D yanal heteroyapıların fazını kontrol edebilme yeteneği, cihaz uygulamalarında birçok yeni fırsat sunuyor” dedi.
Kaynak:
