二维过渡金属二硫属化物（TMD）由于孤立单层的不寻常的电子和光电特性以及将不同单层组装成复杂异质结构的能力而引起了极大的兴趣。为了了解 TMD 的内在特性并充分发挥其在应用和基础研究中的潜力，需要高纯度的材料。

在这里，哥伦比亚大学Song Liu，James Hone，北京大学Yang Liu描述了使用两步通量生长方法合成 TMD 晶体，该方法消除了主要的潜在污染源。

文章要点

1）研究人员通过这种两步法生长的 TMD 的详细表征揭示了带电和等价缺陷，其密度比通过单步通量技术生长的 TMD 低一个数量级。

2）对于WSe₂，研究表明在生长过程中增加Se/W比率会降低点缺陷密度，以100:1的比率生长的晶体可实现带电和等价缺陷密度分别低于10¹⁰和10¹¹ cm⁻²。单层 WSe₂ 的初始温度依赖性电传输测量结果表明，室温空穴迁移率高于 840 cm² /(V s)，低温无序限制迁移率高于 44,000 cm² /(V s)。

3）由两步通量生长的 WSe₂ 制成的石墨烯-WSe₂ 异质结构的电传输测量也显示出优越的性能：更高的石墨烯迁移率、更低的带电杂质密度和良好解析的整数量子霍尔态。

4）最后，研究人员证明了两步通量技术可用于合成具有相似缺陷密度的其他TMD，包括半导体2H-MoSe₂和2H-MoTe₂以及半金属Td-WTe₂和1T'-MoTe₂。

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Song Liu, et al, Two-Step Flux Synthesis of Ultrapure Transition-Metal Dichalcogenides, ACS Nano, 2023

DOI: 10.1021/acsnano.3c02511

https://doi.org/10.1021/acsnano.3c02511