在各种基质上对CVD生长双层WS₂的界面粘附的定量测量

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 纳米技术纳米技术
• 表面科学是一门学科.

背景情况:

• 过渡金属二化物 (TMD) 的界面粘附对于它们的应用至关重要.
• 以前的研究主要集中在SiO2/Si基板上的MoS2和石墨烯上.
• 了解WS2在各种基板上的附着性对于2D材料加工至关重要.

研究的目的:

• 直接测量CVD培养的双层WS2的界面粘附强度.
• 为了比较蓝宝石,SiO2 / Si和化石英基板上的WS2粘附度.
• 调查基板选择对WS2片粘附和可转移性的影响.

主要方法:

• 纳米划痕技术使用伯科维奇尖端和2D传感器来测量正常和侧向力.
• 原子力显微镜 (AFM) 用于确定分层的临界负载.
• 分子动力学 (MD) 模拟来补充实验发现.

主要成果:

• 对于WS2分层的临界负荷在蓝宝石 (10 μN) 上最低,在SiO2/Si (29 μN) 上最高.
• 拉力测量表明,在蓝宝石上WS2的粘合力最小 (2.56nN),在SiO2/Si (2.83nN) 上WS2的粘合力最大.
• 实验结果与MD模拟结果一致.

结论:

• 基板的选择显著影响WS2的界面粘附.
• 蓝宝石是最适合的基板,可以轻松移除和转移WS2片,因为粘合力较弱.
• SiO2/Si表现出最强的粘附性,这对WS2传输构成了挑战.