شکاف باند مستقیم ناشی از انباشته شدن در دو لایه 1H MoS 2 رشد یافته با CVD

دی‌کالکوژنیدهای فلزات واسطه دولایه خواص الکترونیکی برتری نسبت به همتایان تک لایه خود ارائه می‌دهند، مانند تحرک حامل بالاتر و قطبیت قابل تعویض الکتریکی 1، 2، 3، 4، و آنها را به عنوان نامزدهای جذابی برای ترانزیستورهای نسل بعدی 1، 5 و دستگاه‌های فروالکتریک کشویی 6، 7 قرار می‌دهد. با این حال، شکاف باند غیرمستقیم ذاتی آن‌ها به شدت انتشار نور را محدود می‌کند و مانع از ادغام آن‌ها در سیستم‌های اپتوالکترونیکی 1، 2، 5، 8، 9، 10 می‌شود.

در اینجا ما دو لایه MoS 2 را با انباشته شدن 1H نشان می دهیم که توسط یک فرآیند رسوب شیمیایی بخار دو مرحله ای به دست آمده است، که تراز عمودی دقیق اتمی را ایجاد می کند. دولایه‌های 1H یک شکاف باند مستقیم را نشان می‌دهند، همانطور که توسط طیف‌سنجی انتشار نوری با تفکیک زاویه‌ای و محاسبات تئوری تابعی چگالی تأیید شده است. اندازه‌گیری‌های فوتولومینسانس تشدید انتشار برانگیخته و عدم وجود ویژگی‌های باند گپ غیرمستقیم را نشان می‌دهد.

علاوه بر این، این دو لایه‌ها قطبش دره قوی‌تری نسبت به تک‌لایه‌ها تحت تحریک تشدید و غیررزونانس نشان می‌دهند، در درجه اول به دلیل پراکندگی بین دره‌ای سرکوب‌شده در لایه بالایی. این نتایج با هم، 1H MoS 2 را به عنوان یک سیستم مدل برای انباشته کردن مواد کوانتومی مهندسی شده و بر پتانسیل آن برای کاربردهای valleytronic و optoelectronic تأکید می‌کند.

این یک پیش نمایش از محتوای اشتراک است که از طریق موسسه شما دسترسی دارد

به Nature و 54 مجله Nature Portfolio دیگر دسترسی داشته باشید

Nature+ را دریافت کنید، بهترین اشتراک دسترسی آنلاین ما

قیمت‌ها ممکن است مشمول مالیات‌های محلی باشد که در هنگام تسویه حساب محاسبه می‌شود

تمام داده های مورد نیاز برای ارزیابی نتیجه گیری در مقاله و اطلاعات تکمیلی ارائه شده است. در صورت درخواست، داده های اضافی از نویسندگان مربوطه در دسترس است. داده های منبع با این مقاله ارائه شده است.

لی، X. F. و همکاران. دی‌کالکوژنیدهای فلزات واسطه دولایه‌ای لوزی برای دستگاه‌های CMOS نازک اتمی با کارایی بالا. علمی Adv. 9، eade5706 (2023).

مقاله ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

ژانگ، ایکس و همکاران دی‌کالکوژنیدهای فلزات واسطه تک‌بلورهای تک‌لایه‌ای با جریان معکوس اپیتاکسی بخار شیمیایی. نات. اشتراک. 10, 598 (2019).

جیانگ، تی و همکاران مهندسی ساختار دره و نواری دولایه MoS 2 تا شده. نات. فناوری نانو 9، 825-829 (2014).

Femi-Oyetoro، J. et al. پایداری ساختاری دولایه MoS 2 در هوای محیط Adv. ماتر رابط های 8، 2101188 (2021).

لیو، ال و همکاران هسته سازی یکنواخت و اپیتاکسی دی سولفید مولیبدن دو لایه روی یاقوت کبود. Nature 605، 69-75 (2022).

یانگ، تی اچ و همکاران. ترانزیستورهای فروالکتریک مبتنی بر دی سولفید مولیبدن انباشته شده با واسطه تبدیل برشی. نات. الکترون. 7، 29-38 (2024).

Bian, R. et al. توسعه فروالکتریک های مقاوم در برابر خستگی با استفاده از سوئیچینگ کشویی بین لایه ای. Science 385، 57-62 (2024).

Zhang، Y. و همکاران. مشاهده مستقیم انتقال از باند شکاف غیرمستقیم به مستقیم در MoSe 2 اپیتاکسیال از نظر اتمی نازک. نات. فناوری نانو 9، 111-115 (2014).

Mak, K. F., Lee, C., Hone, J., Shan, J. & Heinz, T. F. MoS 2 نازک اتمی: یک نیمه هادی جدید با شکاف مستقیم. فیزیک کشیش لت 105 , 136805 (2010).

ژائو، دبلیو و همکاران منشأ انتقال‌های نوری غیرمستقیم در چند لایه MoS 2، WS 2 و WSe 2. نانو لت. 13، 5627-5634 (2013).

Wang, Q. H., Kalantar-Zadeh, K., Kis, A., Coleman, J. N. & Strano, M. S. Electronics and optoelectronics of two-dimensional metal transition dichalcogenides. نات. فناوری نانو 7، 699-712 (2012).

گائو، کیو و همکاران. الکترونیک فرکانس رادیویی با کارایی بالا مقیاس‌پذیر مبتنی بر دو لایه دامنه بزرگ MoS 2. نات. اشتراک. 9, 4778 (2018).

مقاله ADS PubMed PubMed Central Google Scholar

لی، اچ و همکاران ساخت ترانزیستورهای اثر میدانی مبتنی بر فیلم تک لایه و چند لایه MoS 2 برای سنجش NO در دمای اتاق. Small 8, 63-67 (2012).

امانی، م و همکاران. بازده کوانتومی فوتولومینسانس تقریبا واحد در MoS 2. Science 350, 1065-1068 (2015).

کائو، ی و همکاران ابررسانایی غیر متعارف در ابرشبکه های گرافن با زاویه جادویی Nature 556، 43-50 (2018).

وانگ، ایکس و همکاران. فروالکتریکی سطحی در دی‌کالکوژنیدهای فلزات واسطه دولایه‌ای لوزی ودرال. نات. فناوری نانو 17، 367-371 (2022).

اندرسن، تی آی و همکاران. اکسایتون ها در پتانسیل موآری بازسازی شده در هموبلایه های WSe 2 / WSe 2 پیچ خورده. نات. ماتر 20، 480-487 (2021).

منگ، پی و همکاران. حالت های پلاریزاسیون چندگانه ناشی از لغزش در فروالکتریک های دو بعدی نات. اشتراک. 13, 7696 (2022).

لیو، ک. و همکاران. تکامل جفت بین لایه ای در دولایه دی سولفید مولیبدن پیچ خورده نات. اشتراک. 5, 4966 (2014).

دستورات انباشتگی Hu، X.، Kou، L. و Sun، L. باعث ایجاد شکاف باند مستقیم در ساختارهای ناهموار جانبی MoSe 2 -WSe 2 شدند. علمی Rep. 6 , 31122 (2016).

سانگ، جی و همکاران تقارن آینه ای شکسته در پاسخ برانگیخته حوزه های بازسازی شده در دو لایه MoSe 2 /MoSe 2 پیچ خورده. نات. فناوری نانو 15، 750–754 (2020).

Paradisanos، I. et al. کنترل اکسیتون‌های بین لایه‌ای در لایه‌های MoS 2 رشد یافته توسط رسوب شیمیایی بخار نات. اشتراک. 11, 2391 (2020).

مون، اس و همکاران. نیترید بور شش ضلعی AA در مقیاس ویفر روی یک بستر GaN رشد کرده است. نات. ماتر 24، 843-851 (2025).

استرن، ام. وی و همکاران. فروالکتریکی سطحی توسط واندروالس کشویی. Science 372، 1462-1466 (2021).

سوزوکی، آر و همکاران. قطبش اسپین وابسته به دره در انبوه MoS 2 با تقارن وارونگی شکسته. نات. فناوری نانو 9، 611-617 (2014).

پلاریزاسیون Zeng, H., Dai, J., Yao, W., Xiao, D. & Cui, X. Valley در تک لایه های MoS 2 با پمپاژ نوری. نات. فناوری نانو 7، 490-493 (2012).

Mak, K. F. & Shan, J. فوتونیک و اپتوالکترونیک دی‌کالکوژنیدهای فلزات واسطه نیمه‌رسانای دوبعدی. نات. فوتون. 10، 216-226 (2016).

شی، جی و همکاران. 3R MoS 2 با تقارن وارونگی شکسته: یک دستگاه نوری غیرخطی بسیار نازک امیدوارکننده. Adv. ماتر 29 , 1701486 (2017).

ژو، ایکس و همکاران. شناسایی پلی تایپیسم و ​​نابجایی آنها در دولایه MoS 2 با استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری همبستگی و طیف‌سنجی رامان npj 2D Mater. Appl. 9، 58 (2025).

Wondratschek, H. in International Tables for Crystallography, Volume A: Space-groupsymmetry (ed. Hahn, T.) 587 (Springer, 2006).

باک، جی.-اچ. و همکاران بازسازی اتمی ناشی از حرارت به ساختارهای کاملا متناسب لایه‌های دی‌کالکوژنید فلزات واسطه. نات. ماتر 22، 1463-1469 (2023).

هانگ، جی و همکاران. تصویربرداری مستقیم از مسیرهای جنبشی انتشار اتمی در دی سولفید مولیبدن تک لایه. نانو لت. 17، 3383-3390 (2017).

کیم، جی اچ و همکاران. شکل‌گیری نابجایی جزئی مبتنی بر رابط در ساختارهای ناهمسان دوبعدی. Adv. ماتر 31, 1807486 (2019).

Splendiani، A. و همکاران. فوتولومینسانس در حال ظهور در تک لایه MoS 2. نانو لت. 10، 1271-1275 (2010).

ژانگ، اس سی و همکاران افزایش نورتابی با انباشتن دو لایه MoS 2 بدون اتصال بین لایه ای. جی لومین. 213، 388-394 (2019).

Du, X. J. و همکاران. MoS 2 دولایه به صورت الکترونیکی ضعیف در زوایای پیچش مختلف از طریق تا شدن. ACS Appl. ماتر رابط های 13، 22819–22827 (2021).

ژو، بی و همکاران. یک استراتژی حذف مواد شیمیایی برای تنظیم چگالی الکترون در تک لایه توده مولکولی MoS 2. نات. مصنوعی. 3، 67-75 (2024).

Mitterreiter، E. et al. نقش جاهای خالی کالکوژن برای انتشار نقص اتمی در MoS 2. نات. اشتراک. 12, 3822 (2021).

سالن، جی و همکاران. قطبش انتشار نوری قوی در تک لایه های MoS 2 از طریق تحریک انتخابی دره. فیزیک Rev. B 86, 081301 (2012).

لی، ی.-اچ. و همکاران سنتز لایه‌های اتمی با مساحت بزرگ MoS 2 با رسوب شیمیایی بخار Adv. ماتر 24، 2320-2325 (2012).

کوجیما، کی و همکاران. بازیابی خواص نوری ذاتی تک لایه های MoS 2 رشد یافته در CVD و ساختارهای ناهمگن آنها. مقیاس نانو 11، 12798-12803 (2019).

Sohn, W. et al. شواهد میکروسکوپی از فعل و انفعالات قوی بین فیلم 2 بعدی MoS 2 و الگوی رشد SiO 2 رسوب شده با بخار شیمیایی. نانو همگرا. 8، 11 (2021).

مقاله CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Zhang، Y. و همکاران. تصویربرداری اتم به اتم از تبدیل‌های موآر در دی‌کالکوژنیدهای فلزات واسطه دوبعدی. علمی Adv. 10، eadk1874 (2024).

Pedroza، L. S.، da Silva، A. J. & Capelle، K. تابع های چگالی وابسته به گرادیان از نوع Perdew-Burke-Ernzerhof برای اتم ها، مولکول ها و جامدات. فیزیک Rev. B 79, 201106 (2009).

Bučko, T., Hafner, J., Lebègue, S. & Ángyán, J. G. شرح بهبود یافته ساختار بلورهای مولکولی و لایه ای: محاسبات اولیه DFT با اصلاحات واندروالس. J. Phys. شیمی. A 114, 11814–11824 (2010).

جین، دبلیو و همکاران اندازه‌گیری مستقیم ساختار باند الکترونیکی وابسته به ضخامت MoS 2 با استفاده از طیف‌سنجی انتشار نوری تفکیک‌شده با زاویه. فیزیک کشیش لت 111 , 106801 (2013).

جین، دبلیو و همکاران فعل و انفعالات بستر با MoS 2 تک لایه معلق و پشتیبانی شده: طیف سنجی انتشار نوری تفکیک شده با زاویه. فیزیک Rev. B 91, 121409 (2015).

چوانگ، تی.-اچ. و همکاران عملکرد میکروسکوپ تکانه فوتوالکترون در تصویربرداری فضای مستقیم و تکانه با منابع فوتون فرابنفش J. تشعشع سنکروترون. 31، 195-201 (2024).

Mak, K. F., He, K., Shan, J. & Heinz, T. F. کنترل پلاریزاسیون دره در تک لایه MoS 2 توسط مارپیچ نوری. نات. فناوری نانو 7، 494-498 (2012).

Koch, C. T. تعیین تناوب ساختار هسته و چگالی نقص نقطه در امتداد نابجایی ها. پایان نامه دکتری، دانشگاه ایالتی آریزونا. (2002).

Momma، K. & Izumi، F. VESTA 3 برای تجسم سه بعدی داده های کریستالی، حجمی و مورفولوژیکی. J. Appl. کریستالوگر. 44، 1272-1276 (2011).

هافنر، J. Ab-initio شبیه سازی مواد با استفاده از VASP: نظریه چگالی تابعی و فراتر از آن. جی. کامپیوتر. شیمی. 29، 2044-2078 (2008).

Kresse, G. & Joubert, D. از شبه پتانسیل‌های اولتراسفت تا روش موج افزوده پروژکتور. فیزیک Rev. B 59, 1758-1775 (1999).

Monkhorst, H. J. & Pack, J. D. نکات ویژه برای ادغام منطقه Brillouin. فیزیک Rev. B 13, 5188–5192 (1976).

پولیتزر، پی و موری، جی اس. قضیه هلمن-فاینمن: یک دیدگاه. جی. مول. مدل. 24, 266 (2018).

Ulian, G. & Valdrè, G. خواص ساختاری، الاستیک، الکترونیکی، نوری و ارتعاشی مولیبدنیت تک لایه، دولایه و فله MoS 2-2H. J. Appl. کریستالوگر. 56، 611-623 (2023).

Bussolotti, F., Kawai, H., Wong, S. L. & Goh, K. E. J. حالتهای حفره محافظت شده در MoS 2 تک لایه. فیزیک Rev. B 99, 045134 (2019).

ما از کارکنان، به ویژه برای C.-M تشکر می کنیم. چنگ و P.-H. لین، از مرکز ملی تحقیقات تشعشع سنکروترون برای حمایت و کمک به آزمایش‌های انجام‌شده در خط پرتو منبع فوتون تایوان (TPS) 39A1 و TPS 27A2—عکس و نانو طیف‌سنجی مرتبط با فوتوالکترون.

این کار همچنین تا حدی توسط مؤسسه تحقیقات نیمه هادی تایوان برای ساخت دستگاه، مرکز ابزار دقیق در دانشگاه ملی Tsing Hua برای آزمایشات STEM و آزمایشگاه ساخت نیمه هادی کنسرسیوم فناوری های کلیدی، و مرکز تحقیقات سیستم نانو الکترومکانیکی، دانشگاه ملی تایوان، پشتیبانی شد. ما از پشتیبانی فنی برای HR-STEM و بهینه سازی تسهیلات ارائه شده توسط P.-H قدردانی می کنیم. چیو در مرکز ابزار دقیق، دانشگاه ملی تایوان.

ما همچنین از حمایت شرکت بین‌المللی Chem-Scitech، Molsentech، NANYTE (سنگاپور) و فناوری i-Wavefront از طریق همکاری صنعت و دانشگاه که این تحقیق را ممکن ساخته است، قدردانی می‌کنیم.

این کار توسط شورای ملی علم و فناوری (NSTC)، تایوان، تحت شماره های کمک مالی پشتیبانی شد. MOST 111-2628-M-003-002-MY3 (Y.-W.L.)، MOST 111-2124-M-003-005 (Y.-W.L.)، NSTC 112-2124-M-003-002 (Y.-NSTCL). 114-2112-M-003-017-MY3 (Y.-W.L.)، NSTC 115-2640-M-003-002 (Y.-W.L.)، MOST 111-2124-M-006-001 (K.-I.L.) (K.-I.L11-001)، NSTC 115-2640-M-003-002 (Y.-W.L.) (K.-I.L.)، NSTC 114-2112-M-006-032 (K.-I.L.)، NSTC 115-2112-M-006-026 (K.-I.L.)، NSTC 112-2112-M-003-014 (T. 114-2628-M-003-001-MY3 (T.-H.L.).

این تحقیق همچنین توسط برنامه "Spin-valleytronics بر اساس مواد کم‌بعد" تحت اتحاد دانشگاهی در تایوان، با بودجه وزارت آموزش و پرورش (MOE) و توسط پروژه Sprout آموزش عالی از دانشگاه ملی تایوان عادی و وزارت علوم تایوان پشتیبانی شد. حمایت نسبی توسط برنامه تحقیقات پسا دکتری خارج از کشور NSTC تحت کمک مالی شماره ارائه شد. 112-2917-I-564-010 (T.H.Y.). T.H.Y. و J.K. همچنین از پشتیبانی مرکز تحقیقاتی Semiconductor Research Corporation 7 در JUMP 2.0 تحت جایزه شماره اعتراف کنید.

145105-21913 و بنیاد ملی علوم تحت جایزه شماره. 2527588. H.-W.Y., Y.-C.C. و H.-Y.L. حمایت از NSTC تحت شماره های کمک مالی را تایید کنید. 115-2640-M-007-001، 115-2628-E-002-009 و 115-2740-M-002-007. S.-Y.C. حمایت NSTC تحت شماره های کمک مالی را تایید می کند. 114-2628-M-002-004 و 115-2628-M-002-014، و از وزارت معارف تحت شماره های بلاعوض. 114 L9008، 115 L9008، 114V1050-2 و 115V1050-3. T.-H.C. حمایت از NSTC تحت شماره کمک مالی را تایید می کند. 114-2112-M-213-022. D.-H.W. و M.-C.W. حمایت از NSTC تحت شماره کمک مالی را تایید کنید. 113-2112-M-213-022.

آدرس فعلی: کالج علوم طبیعی، دانشگاه Can Tho، Can Tho، ویتنام

گروه فیزیک، دانشگاه نرمال ملی تایوان، تایپه، تایوان

تیلو اچ یانگ، آی تونگ چن، مین جیا ژانگ، جو-یی هوانگ، تزو هائو کو، تینگ-هوا لو و یان-ون لان

گروه مهندسی برق و علوم کامپیوتر، موسسه فناوری ماساچوست، کمبریج، MA، ایالات متحده آمریکا

Tilo H. Yang، Zachariah B. Hennighausen و Jing Kong

آزمایشگاه تحقیقاتی الکترونیک، موسسه فناوری ماساچوست، کمبریج، MA، ایالات متحده آمریکا

مرکز علوم ماده متراکم، دانشگاه ملی تایوان، تایپه، تایوان

مرکز ابتکار اتمی برای مواد جدید، دانشگاه ملی تایوان، تایپه، تایوان

موسسه فیزیک، دانشگاه ملی یانگ مینگ چیائو تونگ، هسینچو، تایوان

دانشکده تحصیلات تکمیلی فناوری پیشرفته، دانشگاه ملی تایوان، تایپه، تایوان

گروه علوم و مهندسی مواد، دانشگاه ملی تایوان، تایپه، تایوان

گروه الکتروفیزیک، دانشگاه ملی یانگ مینگ چیائو تونگ، هسینچو، تایوان

مرکز ملی تحقیقات تشعشع سنکروترون، هسینچو، تایوان

هنگ ون وی، منگ چه وو، تزو هونگ چوانگ و درهسین وی

مرکز تسهیلات مرکزی، دانشگاه ملی چنگ کونگ، تاینان، تایوان

برنامه مواد کلیدی، آکادمی نیمه هادی های نوآورانه و تولید پایدار، دانشگاه ملی چنگ کونگ، تاینان، تایوان

T.H.Y.، T.-H.L.، K.-I.L. و Y.-W.L. ایده را برداشت و پروژه را طراحی کرد. T.H.Y., I.-T.C. و م.-ج.ز. رشد مواد را انجام داد. T.H.Y.، I.-T.C.، J.-Y.H.، T.-H.L. و م.-ج.ز. اندازه گیری های رامان، PL، دورنگی دایره ای و AFM را انجام دادند. T.H.Y.، I.-T.C.، J.-Y.H.، M.-J.Z.، T.-H.K. و K.-I.L. تجزیه و تحلیل داده ها و تجسم گرافیکی انجام شد. T.H.Y. تجزیه و تحلیل و شبیه سازی STEM و SADP را انجام داد. T.H.Y. شناسایی کریستالوگرافی را به دست آورد و اعتبار و تفسیر نتایج تجربی را بررسی کرد. M.-J.Z. و S.-Y.C. طیف های جذبی را جمع آوری و تجزیه و تحلیل کرد.

K.-I.L. تصاویر SHG را جمع آوری و تجزیه و تحلیل کرد. I.-T.C.، J.-Y.H.، M.-J.Z. و ت.-ح.ک. نمونه هایی را برای بررسی ARPES آماده کرد. H.-W.W.، M.-C.W.، T.-H.C. و D.-H.W. اندازه گیری های ARPES را انجام داد و داده ها را تجزیه و تحلیل کرد. ز.ب.ح. انباشتگی دستی را انجام داد و نمونه های روی هم را مشخص کرد. V.K.D. شبیه سازی DFT را بر روی ساختارهای باند الکترونیکی انجام داد. H.-Y.L. بخشی از تصاویر STEM و SADP ها را جمع آوری کرد و به تجزیه و تحلیل کمک کرد. H.-Y.L., Y.-C.C. و H.-W.Y. FIB را برای تهیه نمونه های مقطعی و تصاویر STEM مقطعی به دست آورد. T.H.Y. و K.-I.L.

نسخه خطی را پس از گفتگوی مفصل با همه نویسندگان نوشت. J.K.، T.-H.L. و Y.-W.L. نسخه خطی را اصلاح کرد. Y.-W.L. بر کل پروژه نظارت داشت. همه نویسندگان مقاله را خوانده و تایید کردند.

مکاتبه با Tilo H. Yang، Ting-Hua Lu، Kuang-I Lin یا Yann-Wen Lan.

Nature از داوران ناشناس برای مشارکت آنها در بررسی همتایان این اثر تشکر می کند. گزارش های بازبین همتا در دسترس است.

یادداشت ناشر Springer Nature با توجه به ادعاهای قضایی در نقشه های منتشر شده و وابستگی های سازمانی بی طرف باقی می ماند.

a، راه اندازی آزمایشی برای فرآیند CVD دو مرحله ای اصلاح شده. b، مدولاسیون دمای رشد و تصاویر اپتیکی نماینده از تکه‌های MoS 2 رشد یافته: (I) 1H، (II) 3R، و (III) 2H. c، شماتیکی که انتشار سطح و لبه یک مو آداتوم را بر روی یک سطح MoS 2 تک لایه با انباشته شدن 1H و 3R به ترتیب نشان می دهد. مسیرهای مهاجرت در بالای سایت‌های Mo با فلش‌های آبی نشان داده می‌شوند که رویدادهای پرش متوالی را در امتداد جهت‌های معادل \(\langle \bar{1}\,2\,\bar{1}\,0\rangle \) نشان می‌دهند. مناطق سایه دار فرآیندهای توسعه متمایز انتشار لبه و سطح را برجسته می کنند.

d، نمودار Arrhenius نسبت نرخ پرش (R D = Γs /Γe)، که در آن Γs و Γe به ترتیب نشان دهنده نرخ جهش یک آداتوم مو برای انتشار سطح و لبه هستند. e، میکروگراف نوری که تشکیل شش نوار اولیه را با جهت‌های ترجیحی در امتداد جهت‌های \(\langle \bar{1}\,2\,\bar{1}\,0\rangle \) نشان می‌دهد، با چندین نوار ثانویه که قبل از ادغام به مثلث‌های دولایه 1H MoS 2 منشعب می‌شوند. همچنین به داده های توسعه یافته شکل 3 مراجعه کنید.

a-c، تصاویر نوری نماینده به ترتیب تکه‌های 1H، 3R و 2H روی هم انباشته شده‌اند. d-f، تصاویر نماینده SHG از تکه های مربوطه. g-i، تصاویر مورفولوژی سطح AFM از تکه های مربوطه.

یک تصویر TEM میدان روشن با بزرگنمایی کم که تراز یک طرفه نانوروبان های دولایه را نشان می دهد. b، دولایه کاملا دوخته شده در TEM میدان روشن مشاهده شده است. c، d، تصاویر TEM میدان تاریک بزرگ شده، ناحیه دوخت بدون درز دو روبان دولایه مجاور را نشان می دهد.

تصاویر a , b , BF-TEM از دو لایه MoS 2 . تصاویر c، d، HAADF-STEM و SADP ها به ترتیب از مناطق علامت گذاری شده در a و b به دست آمده اند. پروفایل های خط در امتداد سه جهت (با برچسب 1-3) در هر SADP استخراج شد.

مناطق بررسی شده به طور مداوم ساختار انباشتگی 1H را نشان می دهند و یکنواختی را در مقیاس اتمی نشان می دهند. تصاویر خام را می توان در شکل تکمیلی 5-d یافت.

a، b، تصاویر مقطعی HAADF-STEM از MoS 2 دولایه 1H- و 3R. c , d , تصاویر با فیلتر بالا از a و b به ترتیب. میانگین فاصله بین لایه‌ها با اندازه‌گیری فواصل بین صفحات موازی حاوی اتم مو در ده مکان مختلف در تصویر، همانطور که در جدول تکمیلی 2 خلاصه شده است، تعیین شد. e , f , تبدیل فوریه سریع (FFT) تصاویری که پراش متناظر را به ترتیب از c و d نشان می دهند. g، h، SADP های شبیه سازی شده در زیر محور منطقه [1 0] برای MoS 2 انباشته شده 1H و 3R، به ترتیب.

هر ردیف، از چپ به راست، یک تصویر میکروسکوپ نوری، نگاشت شدت پیک PL، نگاشت موقعیت PL، و تکامل طیف های PL را در امتداد فلش آبی نشان داده شده در نگاشت شدت اوج PL نمایش می دهد.

a، MoS 2 /گرافن/Si روی یک صفحه نمونه برای اندازه گیری MM نصب شده است. b , میکروسکوپ نوری (OM) ناحیه دایره زرد در یک . منطقه 1 گرافن است و ناحیه 2 لایه نازک MoS 2 است که با OM نشان داده شده در c بزرگ‌نمایی می‌شود، و بیشتر توسط میکروسکوپ الکترونی گسیل نوری (PEEM) نشان داده شده در d بزرگ‌نمایی می‌شود. e، تصاویر مومنتوم ثبت شده از ناحیه گرافن [منطقه 1 در b] در انرژی فرمی (EF) و 1.65 eV زیر EF.

f، طیف ARPES که از ناحیه گرافن در امتداد جهت Γ-K بدست می‌آید، با چیدن مجموعه‌ای از تصاویر تکانه اندازه‌گیری شده در انرژی‌های جنبشی مختلف، و برش در امتداد دو نقطه دیراک که به‌عنوان خط قرمز در e نشان داده شده‌اند، استخراج می‌شود. دو مجموعه از نقاط دیراک با چرخش 30 درجه پیدا شد که احتمالا به دلیل دو جهت کریستالوگرافی گرافن است. g، تصاویر مومنتوم ثبت شده از ناحیه MoS 2 [منطقه 2 در b] در E F و 1.65 eV زیر E F.

h، طیف ARPES به دست آمده از ناحیه MoS 2 با چیدن یک سری تصاویر تکانه اندازه گیری شده در انرژی های جنبشی مختلف، و برش در امتداد جهت نشان داده شده با رنگ قرمز در گرم استخراج شده است. تکه‌های دولایه 1H MoS 2 جهت‌گیری‌های کریستالوگرافی متعددی را نشان می‌دهند که در d نشان داده شده است، که به الگوی حلقه‌مانند در موقعیت تقارن بالا روی تصاویر تکانه کمک می‌کند. تجزیه و تحلیل بیشتر در داده های توسعه یافته شکل 9 ارائه شده است.