Vertical heterostructures of layered metal chalcogenides by van der Waals epitaxy

Nano Letters

Volumn 14, Issue 6, 2014, Pages 3047-3054

  Zhang, Xingwang ^a,b   Meng, Fei ^a   Christianson, Jeffrey R ^a   Arroyo Torres, Christian ^a   Lukowski, Mark A ^a   Liang, Dong ^a   Schmidt, J R ^a   Jin, Song ^a  

^a UNIVERSITY OF WISCONSIN MADISON   (United States)

^b ZHEJIANG UNIVERSITY   (China)

Author keywords

2D metal dichalcogenides; chemical vapor deposition; Moir patterns; photoluminescence; van der Waals epitaxy

Indexed keywords

ELECTRONIC STRUCTURE; EPITAXIAL GROWTH; MOLYBDENUM COMPOUNDS; PHOTOLUMINESCENCE; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; VAN DER WAALS FORCES; VAPORS;

CHEMICAL VAPOR DEPOSITIONS (CVD); CROSS SECTIONAL TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; DICHALCOGENIDES; ELECTRONIC STRUCTURE CALCULATIONS; PHOTOLUMINESCENCE PEAK; STRUCTURE ENGINEERING; VAN DER WAALS EPITAXY;

CHEMICAL VAPOR DEPOSITION;

ARTIFICIAL MEMBRANE; DISULFIDE; MOLYBDENUM; MOLYBDENUM DISULFIDE; SELENIUM DERIVATIVE; SULFIDE; TIN DERIVATIVE; TIN SULFIDE; TUNGSTEN DERIVATIVE;

ARTIFICIAL MEMBRANE; CHEMISTRY; SEMICONDUCTOR;

DISULFIDES; MEMBRANES, ARTIFICIAL; MOLYBDENUM; SELENIUM COMPOUNDS; SEMICONDUCTORS; SULFIDES; TIN COMPOUNDS; TUNGSTEN COMPOUNDS;

EID: 84902299250     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl501000k     Document Type: Article

References (65)

1. Aruchamy, A., Ed. Photoelectrochemistry and Photovoltaics of Layered Semiconductors; Kluwer Academic Publishers: Dordrecht, The Netherlands, 1992.
2. Wilson, J. A.; Yoffe, A. D. Adv. Phys. 1969, 18, 193-335
3. Wilson, J. A.; Di Salvo, F. J.; Mahajan, S. Adv. Phys. 1975, 24, 117-201
4. Tenne, R.; Wold, A. Appl. Phys. Lett. 1985, 47, 707-709
5. McKone, J. R.; Pieterick, A. P.; Gray, H. B.; Lewis, N. S. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 223-231
6. Laursen, A. B.; Kegnaes, S.; Dahl, S.; Chorkendorff, I. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5577-5591
7. Chhowalla, M.; Shin, H. S.; Eda, G.; Li, L. J.; Loh, K. P.; Zhang, H. Nat. Chem. 2013, 5, 263-275
8. Wang, Q. H.; Kalantar-Zadeh, K.; Kis, A.; Coleman, J. N.; Strano, M. S. Nat. Nanotechnol 2012, 7, 699-712
9. Geim, A. K. Science 2009, 324, 1530-1534
10. Novoselov, K. S.; Jiang, D.; Schedin, F.; Booth, T. J.; Khotkevich, V. V.; Morozov, S. V.; Geim, A. K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 10451-10453
11. Joensen, P.; Frindt, R. F.; Morrison, S. R. Mater. Res. Bull. 1986, 21, 457-461
12. Coleman, J. N.; Lotya, M.; O'Neill, A.; Bergin, S. D.; King, P. J.; Khan, U.; Young, K.; Gaucher, A.; De, S.; Smith, R. J.; Shvets, I. V.; Arora, S. K.; Stanton, G.; Kim, H.-Y.; Lee, K.; Kim, G. T.; Duesberg, G. S.; Hallam, T.; Boland, J. J.; Wang, J. J.; Donegan, J. F.; Grunlan, J. C.; Moriarty, G.; Shmeliov, A.; Nicholls, R. J.; Perkins, J. M.; Grieveson, E. M.; Theuwissen, K.; McComb, D. W.; Nellist, P. D.; Nicolosi, V. Science 2011, 331, 568-571
13. Radisavljevic, B.; Radenovic, A.; Brivio, J.; Giacometti, V.; Kis, A. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 147-150
14. Mak, K. F.; Lee, C.; Hone, J.; Shan, J.; Heinz, T. F. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 136805
15. Splendiani, A.; Sun, L.; Zhang, Y. B.; Li, T. S.; Kim, J.; Chim, C. Y.; Galli, G.; Wang, F. Nano Lett. 2010, 10, 1271-1275
16. Gutiérrez, H. R.; Perea-López, N.; Elías, A. L.; Berkdemir, A.; Wang, B.; Lv, R.; López-Urías, F.; Crespi, V. H.; Terrones, H.; Terrones, M. Nano Lett. 2012, 13, 3447-3454
17. Mak, K. F.; He, K.; Shan, J.; Heinz, T. F. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 494-498
18. Xiao, D.; Liu, G.-B.; Feng, W.; Xu, X.; Yao, W. Phys. Rev. Lett. 2012, 108, 196802
19. Zeng, H.; Dai, J.; Yao, W.; Xiao, D.; Cui, X. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 490-493
20. Tenne, R.; Redlich, M. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 1423-1434
21. Lukowski, M. A.; Daniel, A. S.; Meng, F.; Forticaux, A.; Li, L.; Jin, S. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10274-10277
22. Ho, W. K.; Yu, J. C.; Lin, J.; Yu, J. G.; Li, P. S. Langmuir 2004, 20, 5865-5869
23. Geim, A. K.; Grigorieva, I. V. Nature 2013, 499, 419-425
24. Britnell, L.; Ribeiro, R. M.; Eckmann, A.; Jalil, R.; Belle, B. D.; Mishchenko, A.; Kim, Y. J.; Gorbachev, R. V.; Georgiou, T.; Morozov, S. V.; Grigorenko, A. N.; Geim, A. K.; Casiraghi, C.; Neto, A. H. C.; Novoselov, K. S. Science 2013, 340, 1311-1314
25. Schlaf, R.; Lang, O.; Pettenkofer, C.; Jaegermann, W. J. Appl. Phys. 1999, 85, 2732-2753
26. Schlaf, R.; Pettenkofer, C.; Jaegermann, W. J. Appl. Phys. 1999, 85, 6550-6556
27. Kang, J.; Tongay, S.; Zhou, J.; Li, J. B.; Wu, J. Q. Appl. Phys. Lett. 2013, 102, 012111
28. Kośmider, K.; Fernández-Rossier, J. Phys. Rev. B 2013, 87, 075451
29. Terrones, H.; Lopez-Urias, F.; Terrones, M. Sci. Rep. 2013, 3, 1549
30. Yu, W. J.; Li, Z.; Zhou, H.; Chen, Y.; Wang, Y.; Huang, Y.; Duan, X. Nat. Mater. 2013, 12, 246-252
31. Georgiou, T.; Jalil, R.; Belle, B. D.; Britnell, L.; Gorbachev, R. V.; Morozov, S. V.; Kim, Y. J.; Gholinia, A.; Haigh, S. J.; Makarovsky, O.; Eaves, L.; Ponomarenko, L. A.; Geim, A. K.; Novoselov, K. S.; Mishchenko, A. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 100-103
32. Dean, C. R.; Young, A. F.; Meric, I.; Lee, C.; Wang, L.; Sorgenfrei, S.; Watanabe, K.; Taniguchi, T.; Kim, P.; Shepard, K. L.; Hone, J. Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 722-726
33. Shi, Y. M.; Zhou, W.; Lu, A. Y.; Fang, W. J.; Lee, Y. H.; Hsu, A. L.; Kim, S. M.; Kim, K. K.; Yang, H. Y.; Li, L. J.; Idrobo, J. C.; Kong, J. Nano Lett. 2012, 12, 2784-2791
34. Koma, A.; Sunouchi, K.; Miyajima, T. Microelectron. Eng. 1984, 2, 129-136
35. Koma, A.; Yoshimura, K. Surf. Sci. 1986, 174, 556-560
36. Koma, A. Thin Solid Films 1992, 216, 72-76
37. Utama, M. I. B.; Belarre, F. J.; Magen, C.; Peng, B.; Arbiol, J.; Xiong, Q. Nano Lett. 2012, 12, 2146-2152
38. Lau, Y. H. A.; Chernak, D. J.; Bierman, M. J.; Jin, S. J. Mater. Chem. 2009, 19, 934-940
39. Ji, Q.; Zhang, Y.; Gao, T.; Zhang, Y.; Ma, D.; Liu, M.; Chen, Y.; Qiao, X.; Tan, P. H.; Kan, M.; Feng, J.; Sun, Q.; Liu, Z. Nano Lett. 2013, 13, 3870-3877
40. Williams, R. H.; Murray, R. B.; Govan, D. W.; Thomas, J. M.; Evans, E. L. J. Phys. C: Solid State Phys. 1973, 6, 3631-3642
41. Parkin, I. P.; Price, L. S.; Hibbert, T. G.; Molloy, K. C. J. Mater. Chem. 2001, 11, 1486-1490
42. Lee, C.; Yan, H.; Brus, L. E.; Heinz, T. F.; Hone, J.; Ryu, S. ACS Nano 2010, 4, 2695-2700
43. Bierman, M. J.; Lau, Y. K. A.; Kvit, A. V.; Schmitt, A. L.; Jin, S. Science 2008, 320, 1060-1063
44. Bierman, M. J.; Lau, Y. K. A.; Jin, S. Nano Lett. 2007, 7, 2907-2912
45. Lau, Y. K. A.; Chernak, D. J.; Bierman, M. J.; Jin, S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 16461-16471
46. Caban-Acevedo, M.; Liang, D.; Chew, K. S.; DeGrave, J. P.; Kaiser, N. S.; Jin, S. ACS Nano 2013, 7, 1731-1739
47. Li, X. L.; Ge, J. P.; Li, Y. D. Chem.-Eur. J. 2004, 10, 6163-6171
48. Lee, Y.-H.; Zhang, X. Q.; Zhang, W.; Chang, M. T.; Lin, C. T.; Chang, K. D.; Yu, Y. C.; Wang, J. T. W.; Chang, C. S.; Li, L. J.; Lin, T. W. Adv. Mater. 2012, 24, 2320-2325
49. Zhan, Y.; Liu, Z.; Najmaei, S.; Ajayan, P. M.; Lou, J. Small 2012, 8, 966-971
50. Liu, K. K.; Zhang, W.; Lee, Y. H.; Lin, Y. C.; Chang, M. T.; Su, C. Y.; Chang, C. S.; Li, H.; Shi, Y.; Zhang, H.; Lai, C. S.; Li, L. J. Nano Lett. 2012, 12, 1538-1544
51. Tenne, R.; Margulis, L.; Genut, M.; Hodes, G. Nature 1992, 360, 444-446
52. Bassett, G. A.; Menter, J. W.; Pashley, D. W. Proc. R. Soc. London, Ser. A 1958, 246, 345-368
53. Pashley, D. W.; Menter, J. W.; Bassett, G. A. Nature 1957, 179, 752-755
54. Tonndorf, P.; Schmidt, R.; Bottger, P.; Zhang, X.; Borner, J.; Liebig, A.; Albrecht, M.; Kloc, C.; Gordan, O.; Zahn, D. R. T.; de Vasconcellos, S. M.; Bratschitsch, R. Opt. Express 2013, 21, 4908-4916
55. Li, H.; Lu, G.; Wang, Y.; Yin, Z.; Cong, C.; He, Q.; Wang, L.; Ding, F.; Yu, T.; Zhang, H. Small 2013, 9, 1974-1981
56. Yang, F.; Wilkinson, M.; Austin, E. J.; Odonnell, K. P. Phys. Rev. Lett. 1993, 71, 1287-1287
57. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1993, 47, 558-561
58. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1994, 49, 14251-14269
59. Kresse, G.; Furthmüller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169-11186
60. Kresse, G.; Furthmüller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15-50
61. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868
62. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 1396-1396
63. Grimme, S.; Antony, J.; Ehrlich, S.; Krieg, H. J. Chem. Phys. 2010, 132, 154104-154119
64. Reckien, W.; Janetzko, F.; Peintinger, M. F.; Bredow, T. J. Comput. Chem. 2012, 33, 2023-2031
65. Dunnington, B. D.; Schmidt, J. R. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 1902-1911