自成功将石墨烯与本体石墨分离以来,石墨烯的卓越性能吸引了许多科学家进入二维材料的崭新研究领域。然而,尽管石墨烯具有优异的载流子迁移率,但是由于石墨烯的无隙带结构,严重阻碍了将石墨烯直接应用于场效应晶体管。备选地,在过去十年中,半导体过渡金属二卤化物(TMDC)被集中关注。但是,与紫外线有关的光电器件,电力电子器件和介电层需要具有大于3 eV的宽带隙二维材料。
过渡金属氧化物(TMO)是最有前途的候选材料之一,它具有较大的带隙,结构多样性和可调节的物理/化学特性。然而,直到现在,原子薄的TMO的可扩展生长仍然具有挑战性,因为它在生长过程中极容易发生晶格不匹配应变和强的基体夹持。
最近,由首尔国立大学的Gwan-Hyung Lee教授领导的研究小组通过采用范德华(vdW)外延生长方法克服了这一问题。该研究小组报道了正交氧化钼(α-的MoO的可伸缩的生长的新方法3)在石墨烯衬底上纳米片。这项工作中的一个重要问题是厚度对电和物理性能的影响是什么。为了解决这个问题,进行了全面的原子力显微镜(AFM)研究,以探索各种厚度的MoO 3层的结构和电学性质。
有趣的是,AFM研究表明,即使MoO 3纳米片的厚度大于2-3层(厚度为1.4-2.1 nm),MoO 3纳米片仍能保持块状结构和电性能。
特别地,与其他六角形二维材料相比,摩擦的厚度敏感性非常小。这个有趣的结果归因于单层MoO 3的双八面体平面具有极小的原子间间距。另外,功函数和介电常数也与厚度无关,并且电子厚度结构不变,与厚度无关。此外,研究小组还表明,MoO 3纳米片具有较大的电流间隙和较高的介电常数,强调了MoO 3可以用作有前途的二维介电材料。 |