Systematical cvd growth and characterization of 2d ws2

MoS2, WS2 ve MoSe2 gibi tek tabakalı GMK (geçiş metal dikalkojenitleri), optikte dedektör, elektronikte transistör ve sensör olarak kullanılmasını sağlayan doğrudan bir bant aralığına sahiptir. Bu GMK arasında, atomik kalınlıkta, geniş alanlı WS2, doğrudan bant aralığı, yüksek bant aralığı enerjisi, yüksek foto lüminesans ışıması ve düşük yanıt süresi gibi benzersiz özellikleri nedeniyle büyük ilgi görmektedir. Son birkaç yıldır farklı araştırma grupları tarafından rapor edilen umut verici sonuçlara rağmen, CVD sürecinin temel anlayışına dair genel bir içgörü hala eksiktir ve büyük ölçekli, düşük maliyetli tek katmanlı büyümeyi gerçekleştirme hedefi tam olarak yerine getirilememiştir. Bu çalışmada, sistematik bir şekilde, kimyasal buhar biriktirme (CVD) tekniği ile kontollü olarak, tek katmanlı tungsten disülfür (WS2) büyümesini sunuyoruz. İki boyutlu (2B) WS2 sentezi hakkında, ana taşıyıcı gaza H2 gazı ilave etme, büyüme süresi ve sıcaklığı gibi proses parametrelerinin kapsamlı bir araştırmasıyla iki boyutlu (2B) WS2 sentezi hakkında bilgi edindik. Ayrıca, WO3 ile ilgili radikal buhar yoğunluğunu değiştirerek, tek tabakalı yapıların içindeki tohum oluşumlarının kontrolünü gerçekleştirdik. İndirgeyici reaktif doğası gereği, taşıyıcı gaza H2 gazı eklenmesinin doğrudan WO3 indirgemesine dahil olduğunu doğruladık. Böylece daha etkili sülfürizasyon gereksinimi ve dolayısıyla tek tabakalı oluşum süreci elde edildi. Ek olarak, büyüme konfigürasyonunu geliştirerek ve reaktif radikalleri sınırlayarak, tungsten buharı yoğunluğu artmış bir ortam elde ettik. Böylece, bu yapıları pratik uygulamalarda için kullanmakta hala teknolojik bir zorluk olan, daha büyük tek tabakalı WS2 yongalar ve filmler elde etmeyi başardık. Büyüme işleminin daha da iyileştirilmesi, uygulamalarda tek tabakalı yongaların veya filmlerin cihaz performansını düşürebilecek istenmeyen tohum oluşumlarını ve ilave katmanların oluşumlarını önlemek için büyüme süresinin değiştirilmesi şeklinde sunulmuştur.