碲化钼(MoTe₂)的相态定制
瑞禧生物2025-07-14   作者:wff   来源:
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碲化钼(MoTe₂)作为一种具有独特物理性质的二维过渡金属硫族化合物,其相态定制在材料科学和纳米技术领域具有重要的研究价值和应用前景。MoTe₂存在多种相态,包括半金属的1T'相和半导体的2H相,这些相态之间的自由能差异非常小,为实现可控的相变提供了基础。瑞禧小编将从不同角度探讨碲化钼的相态定制方法及其研究进展。

碲化钼

一、化学气相沉积法(CVD)

化学气相沉积法是制备MoTe₂薄膜的常用方法之一。通过控制生长条件,如温度、载气流速等,可以实现MoTe₂的不同相态转变。碲化钼样品的碲化速度受载气流速和碲化温度控制,通过改变碲化速度,可以使MoTe₂出现四种不同的相位结构,包括100% 2H相、100% 1T'相、1T'相主导和2H相主导的两相共存状态。这种方法为其他二维材料的相位工程提供了重要的参考。

 

二、氢辅助退火法

氢辅助退火方法,通过准确调控Te化学势和反应动力学,实现了2H MoTe₂单晶纳米片向大面积六重取向Mo₆Te₆纳米线网络的原位转化。这种方法不仅能够实现相态的转变,还能保持材料的高质量和大面积制备,为MoTe₂的相态定制提供了新的途径。

 

三、共溅射掺杂技术

二维半导体碲化钼(MoTe₂)薄膜的共溅射掺杂技术。利用双靶位共溅射方式,在高温碲化之前向钼膜中准确控制掺入一定量的杂质元素铌(用于空穴掺杂)或铼(用于电子掺杂),然后通过化学气相沉积(CVD)碲化Mo膜前驱体从而获得掺杂的少层MoTe₂膜。这种方法可以制备大面积、晶圆尺寸的掺杂二维半导体MoTe₂薄膜,展示了其大规模应用的潜力。

 

四、激光照射法

激光照射的方法,将可编程电路写入到二维半导体双碲化钼(2H-MoTe₂)上,完成亚微米尺度上控制掺杂。这种方法通过激光束照射在2H-MoTe₂上的金电极,实现了器件局部p掺和p-n结的构筑,为二维材料的局部掺杂提供了一种简单、实用且准确控制的方式。

 

五、分子束外延(MBE)

分子束外延技术是一种在不同衬底上生长MoTe₂的方法。通过控制衬底温度和碲通量,可以实现MoTe₂的相态调控。这种方法可以准确控制薄膜的生长过程,从而实现高质量的单层或多层MoTe₂薄膜的制备,为研究MoTe₂的物理性质和应用提供了重要的材料基础。

 

六、扭转双层MoTe₂的相态调控

通过准确制备3.2°扭转角的tMoTe₂器件,结合反射磁圆二色性(RMCD)和光致发光(PL)谱技术,系统探究了第二莫尔能带的磁性行为。研究创新性地将电控掺杂与位移场调控相结合,首次绘制出高阶能带的铁磁相图。这种方法不仅实现了对MoTe₂相态的准确调控,还为研究其拓扑性质提供了新的思路。

 

七、扫描探针光刻(SPL)

利用场发射扫描探针光刻(FE-SPL)技术在二碲化钼(MoTe₂)表面实现无掩模纳米图案化的方法。该方法通过AFM探针发射的低能电子在MoTe₂纳米片表面诱导纳米尺度的氧化反应,生成的氧化物可以通过简单的浸泡步骤转移到MoTe₂表面,实现图案化。这种方法避免了传统光刻技术中复杂的掩模制备和光刻胶处理步骤,能够在常温常压下进行,极大地简化了工艺流程。

 

八、热辅助碲化法

通过热辅助碲化方法,可以制备具有可控相的二维(2D)二碲化钼(MoTe₂)层。该方法基于范德华力生长机制,通过直接热辅助碲化实现。MoTe₂的相变与生长时间密切相关,通过时间-温度-转变(TTT)理论可以解释从1T'到2H相的转变。这种方法能够准确控制MoTe₂层的厚度和相态,为制备高质量的MoTe₂薄膜提供了有效的手段。

 

九、压力调控的相变

除了上述方法,压力调控也是一种实现MoTe₂相变的途径。通过施加外部压力,可以改变MoTe₂的晶体结构,从而实现从一种相态到另一种相态的转变。这种方法为研究MoTe₂的物理性质和探索其在不同压力下的行为提供了重要的实验手段。

 

 

碲化钼(MoTe₂)的相态定制在材料科学和纳米技术领域具有重要的研究价值和应用前景。通过上述多种方法,研究人员已经能够在一定程度上实现MoTe₂的相态调控。

碲化钼