Self-limiting layer-by-layer oxidation of atomically thin WSe2

Nano Letters

Volumn 15, Issue 3, 2015, Pages 2067-2073

  Yamamoto, Mahito ^a   Dutta, Sudipta ^a   Aikawa, Shinya ^a,b   Nakaharai, Shu ^a   Wakabayashi, Katsunori ^a   Fuhrer, Michael S ^c,d   Ueno, Keiji ^e   Tsukagoshi, Kazuhito ^a  

^a NATIONAL INSTITUTE FOR MATERIALS SCIENCE   (Japan)

^b KOGAKUIN UNIVERSITY   (Japan)

^c UNIVERSITY OF MARYLAND   (United States)

^d MONASH UNIVERSITY   (Australia)

^e SAITAMA UNIVERSITY   (Japan)

Author keywords

ab initio calculations; Layered transition metal dichalcogenides; oxidation; photoluminescence; Raman spectroscopy; tungsten diselenide; X ray photoelectron spectroscopy

Indexed keywords

CALCULATIONS; FILM GROWTH; OXIDATION; PHOTOLUMINESCENCE; RAMAN SPECTROSCOPY; SELENIUM COMPOUNDS; SEMICONDUCTING SELENIUM COMPOUNDS; TRANSITION METAL COMPOUNDS; TRANSITION METALS; TUNGSTEN; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

AB INITIO CALCULATIONS; ELECTRONIC DEVICE; HOMOGENEOUS SURFACES; LAYERED TRANSITION METAL DICHALCOGENIDES; OPTOELECTRONIC APPLICATIONS; PHOTOLUMINESCENCE AND RAMAN SPECTROSCOPY; TRANSITION METAL DICHALCOGENIDES; TUNGSTEN DISELENIDE;

OXIDE FILMS;

EID: 84924630786     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl5049753     Document Type: Article

References (59)

1. Deal, B. E.; Grove, A. S. J. Appl. Phys. 1965, 36, 3770-3778
2. Landgren, G.; Ludeke, R.; Jugnet, Y.; Morar, J. F.; Himpsel, F. J. J. Vac. Sci. Technol. B 1984, 2, 351-358
3. Schmeisser, D.; Schnell, R. D.; Bogen, A.; Himpsel, F. J.; Rieger, D.; Landgren, G.; Morar, J. F. Surf. Sci. 1986, 172, 455-465
4. Wilson, J. A.; Yoffe, A. D. Adv. Phys. 1969, 18, 193-335
5. Wang, Q. H.; Kalantar-Zadeh, K.; Kis, A.; Coleman, J. N.; Strano, M. S. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 699-712
6. Chhowalla, M.; Shin, H. S.; Eda, G.; Li, L.-L.; Loh, K. P.; Zhang, H. Nat. Chem. 2013, 5, 263-275
7. Ayari, A.; Cobas, E.; Ogundadegbe, O.; Fuhrer, M. S. J. Appl. Phys. 2007, 101, 014507
8. Radisavljevic, B.; Radenovic, A.; Brivio, J.; Giacometti, V.; Kis, A. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 147-150
9. Fang, H.; Chuang, S.; Chang, T. C.; Takei, K.; Takahashi, T.; Javey, A. Nano Lett. 2012, 12, 3788-3792
10. Yin, Z.; Li, H.; Li, H.; Jiang, L.; Shi, Y.; Sun, Y.; Lu, G.; Zhang, Q.; Chen, X.; Zhang, H. ACS Nano 2012, 6, 74-80
11. Lopez-Sanchez, O.; Lembke, D.; Kayci, M.; Radenovic, A.; Kis, A. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 497-501
12. Pospischil, A.; Furchi, M. M.; Mueller, T. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 257-261
13. Baugher, B. W. H.; Churchill, H. O. H.; Yang, Y.; Jarillo-Herrero, P. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 262-267
14. Ross, J. S.; Klement, P.; Jones, A. M.; Ghimire, N. J.; Yan, J.; Mandrus, D. G.; Taniguchi, T.; Watanabe, K.; Kitamura, K.; Yao, W.; Cobden, D. H.; Xu, X. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 268-272
15. Jaegermann, W.; Schmeisser, D. Surf. Sci. 1986, 165, 143-160
16. Stickney, J. L.; Rosasco, S. D.; Schardt, B. C.; Solomun, T.; Hubbard, A. T. Surf. Sci. 1984, 136, 15-22
17. Suzuki, K.; Soma, M.; Onishi, T.; Tamaru, K. J. Electron. Spectrosc. Relat. Phenom. 1981, 24, 283-287
18. Tenne, R.; Eherman, K.; Mahalu, D.; Peisach, M.; Kautek, W.; Wold, A.; Matson, R.; Waldeck, D. H. Ber. Bunsen-Ges. Phys. Chem. 1993, 97, 702-708
19. 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
20. Böhmisch, M.; Burmeister, F.; Boneberg, J.; Leiderer, P. Appl. Phys. Lett. 1996, 69, 1882-1884
21. Yamamoto, M.; Einstein, T. L.; Fuhrer, M. S.; Cullen, W. G. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 25643-25649
22. Zhou, H.; Yu, F.; Liu, Y.; Zou, X.; Cong, C.; Qiu, C.; Yu, T.; Yan, Z.; Shen, X.; Sun, L.; Yakobson, B. I.; Tour, J. M. Nano Res. 2013, 6, 703-711
23. Li, H.; Wu, J.; Huang, X.; Lu, G.; Yang, J.; Lu, X.; Xiong, Q.; Zhang, H. ACS Nano 2013, 7, 10344-10353
24. Sen, H. S.; Sahin, H.; Peeters, F. M.; Durgun, E. J. Appl. Phys. 2014, 116, 083508
25. Ross, S.; Sussman, A. J. Phys. Chem. 1955, 59, 889-892
26. Tonndorf, P.; Schmidt, R.; Böttger, P.; Zhang, X.; Börner, J.; Liebig, A.; Albrecht, M.; Kloc, C.; Gordan, O.; Zahn, D. R. T.; de Vasconcellos, S. M.; Bratschitsch, R. Opt. Exp. 2013, 21, 4908-4916
27. Luo, X.; Zhao, Y.; Zhang, J.; Toh, M.; Kloc, C.; Xiong, Q.; Quek, S. Y. Phys. Rev. B 2013, 88, 195313
28. Zhao, W.; Ghorannevis, Z.; Amara, K. K.; Pang, J. R.; Toh, M.; Zhang, X.; Kloc, C.; Tan, P. H.; Eda, G. Nanoscale 2013, 5, 9677-9683
29. Terrones, H.; del Corro, E.; Feng, S.; Poumirol, J. M.; Rhodes, D.; Smirnov, D.; Pradhan, N. R.; Lin, Z.; Nguyen, M. A. T.; Elías, A. L.; Mallouk, T. E.; Balicas, L.; Pimenta, M. A.; Terrones, M. Sci. Rep. 2014, 4, 4215
30. Chen, K.; Kiriya, D.; Hettick, M.; Tosun, M.; Ha, T.-J.; Madhvapathy, S. R.; Desai, S.; Sachid, A.; Javey, A. APL Mater. 2014, 2, 092504
31. Desai, S. B.; Seol, G.; Kang, J. S.; Fang, H.; Battaglia, C.; Kapadia, R.; Ager, J. W.; Guo, J.; Javey, A. Nano Lett. 2014, 14, 4592-4597
32. Chang, C.-C.; Hsieh, M.-T.; Chen, J.-F.; Hwang, S.-W.; Chen, C. H. Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 253504
33. Zhao, W.; Ghorannevis, Z.; Chu, L.; Toh, M.; Kloc, C.; Tan, P.-H.; Eda, G. ACS Nano 2013, 7, 791-797
34. Zeng, H.; Liu, G.-B.; Dai, J.; Yan, Y.; Zhu, B.; He, R.; Xie, L.; Xu, S.; Chen, X.; Yao, W.; Cui, X. Sci. Rep. 2013, 3, 1608
35. Sercombe, D.; Schwarz, S.; Del Pozo-Zamudio, O.; Liu, F.; Robinson, B. J.; Chekhovich, E. A.; Tartakovskii, I. I.; Kolosov, O.; Tartakovskii, A. I. Sci. Rep. 2013, 3, 3489
36. Plechinger, G.; Schrettenbrunner, F.-X.; Eroms, J.; Weiss, D.; Shüller, C.; Korn, T. Phys. Status Solidi RRL 2012, 6, 126-128
37. Buscema, M.; Steele, G. A.; van der Zant, H. S. J.; Castellanos-Gomez, A. Nano Res. 2014, 7, 561-571
38. Scheuschner, N.; Ochedowski, O.; Kaulitz, A.-M.; Gillen, R.; Schleberger, M.; Maultzsch, J. Phys. Rev. B 2014, 89, 125406
39. Lin, Y.; Ling, X.; Yu, L.; Huang, S.; Hsu, A. L.; Lee, Y.-H.; Kong, J.; Dresselhaus, M. S.; Palacios, T. Nano Lett. 2014, 14, 5569-5576
40. Tongay, S.; Zhou, J.; Ataca, C.; Liu, J.; Kang, J. S.; Matthews, T. S.; You, L.; Li, J.; Grossman, J. C.; Wu, J. Nano Lett. 2013, 13, 2831-2836
41. Mak, K. F.; He, K.; Lee, C.; Lee, G. H.; Hone, J.; Heinz, T. F.; Shan, J. Nat. Mater. 2013, 12, 207-211
42. Jones, A. M.; Yu, H.; Ghimire, N. J.; Wu, S.; Aivazian, G.; Ross, J. S.; Zhao, B.; Yan, J.; Mandrus, D. G.; Xiao, D.; Yao, W.; Xu, X. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 634-638
43. Mouri, S.; Miyauchi, Y.; Matsuda, K. Nano Lett. 2013, 13, 5944-5948
44. Kang, N.; Paudel, H. P.; Leuenberger, M. N.; Tetard, L.; Khondaker, S. I. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 21258-21263
45. Salitra, G.; Hodes, G.; Klein, E.; Tenne, R. Thin Solid Films 1994, 245, 180-185
46. Biloen, P.; Pott, G. T. J. Catal. 1973, 30, 169-174
47. Peignon, M. C.; Cardinaud, C.; Turban, G. J. Appl. Phys. 1991, 70, 3314-3323
48. Zhao, P.; Kiriya, D.; Azcatl, A.; Zhang, C.; Tosun, M.; Liu, Y.-S.; Hettick, M.; Kang, J. S.; McDonnel, S.; KC, S.; Guo, J.; Cho, K.; Wallace, R. M.; Javey, A. ACS Nano 2014, 8, 10808-10814
49. Colton, R. J.; Guzman, A. M.; Rabalais, J. W. J. Appl. Phys. 1978, 49, 409-416
50. McDonnell, S.; Azcatl, A.; Addou, R.; Gong, C.; Battaglia, C.; Chuang, S.; Cho, K.; Javey, A.; Wallace, R. M. ACS Nano 2014, 8, 6265-6272
51. Wagner, C. D.; Zatko, D. A.; Raymond, R. H. Anal. Chem. 1980, 52, 1445-1451
52. Chuang, S.; Battaglia, C.; Azcatl, A.; McDonnell, S.; Kang, J. S.; Yin, X.; Tosun, M.; Kapadia, R.; Fang, H.; Wallace, R. M.; Javey, A. Nano Lett. 2014, 14, 1337-1342
53. McDonnell, S.; Brennan, B.; Azcatl, A.; Lu, N.; Dong, H.; Buie, C.; Kim, J.; Hinkle, C. L.; Kim, M. J.; Wallace, R. M. ACS Nano 2013, 7, 10354-10361
54. Chen, J.-R.; Odenthal, P. M.; Swartz, A. G.; Floyd, G. C.; Wen, H.; Luo, K. Y.; Kawakami, R. K. Nano Lett. 2013, 13, 3106-3110
55. Kalantar-zadeh, K.; Vijayaraghavan, A.; Ham, M.-H.; Zheng, H.; Breedon, M.; Strano, M. S. Chem. Mater. 2010, 22, 5660-5666
56. Lieth, R. M. A. Preparation and Crystal Growth of Materials with Layered Structures; Springer: Berlin, 1977; Vol. 1.
57. Castellanos-Gomez, A.; Buscema, M.; Molenaar, R.; Singh, V.; Janssen, L.; van der Zant, H. S. J.; Steele, G. A. 2D Mater. 2014, 1, 011002
58. Soler, J. M.; Artacho, E.; Gale, J. D.; García, A.; Junquera, J.; Ordejón, P.; Sánchez-Portal, D. J. Phys.: Condens. Matter 2002, 14, 2745-2779
59. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868