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May 18, 2024
드라이픽
Scientific Reports 12권, 기사 번호: 10936(2022) 이 기사 인용 2387 액세스 2 인용 3 Altmetric Metrics 세부 정보 각도 분해를 위한 건식 픽 앤 플립 조립 기술을 제시합니다.
Scientific Reports 12권, 기사 번호: 10936(2022) 이 기사 인용
2387 액세스
2 인용
3 알트메트릭
측정항목 세부정보
우리는 반 데르 발스 이종구조의 각도 분해 광전자 방출 분광법(ARPES)을 위한 건식 픽 앤 플립 조립 기술을 제시합니다. Elvacite2552C 아크릴 수지와 1-에틸-3-메틸이미다졸륨 이온성 액체를 결합하여 유리전이온도(Tg)가 37~100℃ 범위인 고분자를 제조했습니다. 2D 결정에 대한 폴리머의 접착력은 \({T}_{\text{g}}\)에서 향상되었습니다. \({T}_{\text{g}}\)의 차이를 활용하여 2D 이종구조가 고\({T}_{\text{g}}\) 고분자에서 저급 고분자로 옮겨질 수 있습니다. -\({T}_{\text{g}}\) 표면을 거꾸로 뒤집을 수 있는 폴리머. 이 공정은 상단 캡핑 층이 단층 그래핀이어야 하는 ARPES용 이종 구조를 조립하는 데 적합합니다. 5층 WTe2, 3층 MoTe2, 2층 WTe2/소수층 Cr2Ge2Te6 및 꼬인 이중 이중층 WTe2의 레이저 기반 마이크로 초점 ARPES 측정은 이 프로세스가 조사를 위한 다목적 샘플 제조 방법으로 활용될 수 있음을 보여줍니다. 2D 이종 구조의 에너지 스펙트럼.
2차원 반 데르 발스 이종 구조는 창발 상관 물리학을 탐구할 수 있는 전례 없는 기회를 제공합니다1. 각도 분해 광전자 방출 분광법(ARPES)은 틀림없이 2D 반 데르 발스 이종 구조의 전자 밴드 구조를 연구하기 위한 가장 직접적인 도구입니다. 그러나 ARPES를 통해 이러한 이종 구조를 연구하는 것은 어렵습니다. 대부분의 광여기된 전자가 상위 몇 개의 원자층에서 발생하는 ARPES의 표면 감도 요구 사항을 보장하려면 초고진공 조건에서 원자적으로 평평하고 깨끗한 표면을 가진 샘플이 필요합니다2,4,5,6,7,8,9 ,10. 반데르발스 이종구조 표면을 단층 그래핀 또는 육각형 질화붕소(h-BN)로 덮으면 이러한 요구 사항을 충족하는 데 도움이 됩니다6. 그래핀과 h-BN 표면의 소수성 특성으로 인해 초고진공 조건에서 어닐링을 통해 흡착된 오염물질을 제거할 수 있습니다. 또한, 그래핀 및 h-BN과의 밴드 구조 혼성화가 없는 이종 구조의 에너지 스펙트럼을 조사할 수 있습니다. 광여기된 전자는 운동량과 에너지를 잃지 않고 이종 구조에서 벗어날 수 있습니다.
ARPES용 반 데르 발스 이종 구조를 제작하는 방법은 건식 픽업 어셈블리6,11,12,13입니다. 단층 그래핀은 먼저 폴리머(일반적으로 폴리디메틸실록산 블록 위의 폴리카보네이트 필름)에 의해 선택됩니다. 이어서, 단층 그래핀을 2D 결정에 접촉시켜 목표로 하는 2D 결정을 순차적으로 픽업합니다. 마지막으로, 이종 구조가 실리콘 기판으로 옮겨졌습니다. 이러한 기술을 통해 WTe26 및 WSe211의 ARPES가 가능하지만 몇 가지 과제가 남아 있습니다. 이는 (i) 폴리머의 단층 그래핀이 몇 번의 픽업 주기 후에 찢어져 여러 층으로 구성된 이종 구조의 조립을 방지하기 때문입니다. (ii) 단층 그래핀으로 2D 플레이크를 픽업하는 수율은 더 두꺼운 플레이크를 사용하는 경우보다 낮습니다. (iii) 이 공정은 픽업 폴리머15에 두꺼운 2D 플레이크를 배치해야 하기 때문에 정밀한 회전 각도 제어로 꼬인 이종 구조를 제조하기 위한 찢어짐 및 스택 방법과 호환되지 않습니다. 따라서 이종 구조를 두꺼운 플레이크에서 얇은 플레이크로 역순으로 조립하고 표면을 뒤집어 지정된 기판 위에 떨어뜨리는 픽 앤 플립 조립 방법의 개발이 요구됩니다. 기술. 지금까지 STM 측정을 위한 반 데르 발스 이종구조를 제작하기 위해 여러 가지 픽앤플립 조립 기술이 개발되었지만 이러한 기술은 물16,17 또는 유기 용매18을 사용하여 하나의 폴리머에서 이종구조를 전달하기 때문에 기존 글로브박스 인클로저와 호환되지 않습니다. 다른 두 번째 스탬프에 스탬프를 찍습니다.