【原】日本冈山大学：成功实现原子层半导体的一维结构化

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摘   要：研究小组利用通过氧化钨纳米线生长的新型化学气相沉积法，成功将原子厚度的半导体材料的过渡金属二硫化物（TMDC）合成被称为“纳米带”的一维结构，有望应用于下一代可穿戴传感器、发光元件、发电元件等，实现下一代纳米级光电器件和万物互联。

关键词：半导体、TMDC、一维纳米带、化学气相沉积法、氧化钨（WxOy）

日本冈山大学于的研究小组利用通过氧化钨纳米线生长的新型化学气相沉积法，成功将原子厚度的半导体材料的过渡金属二硫化物（TMDC）合成被称为“纳米带”的一维结构。

TMDC是具有三个原子厚度的半导体特性的原子层物质，由于其具有机械柔韧性和优异的电气/光学特性，因此有望应用于下一代柔性光电器件。由于将这种原子层物质制备成被称为纳米带的一维结构后有望产生新的特性，因此该研究小组试图合成一种WS₂纳米带（TMDC的一种）。

研究小组设计了一种通过使用氧化钨（WxOy）纳米线作为模板生长WS₂来合成纳米带的方法。首先，采用金属盐（Na₂WO₄）作为原料，将其涂布在生长基板上后，在高温下造粒，并使其与微量有机硫蒸气反应来生长出WxOy纳米线。然后，使WxOy纳米线与硫连续反应在WxOy上生长WS₂纳米带。

当用光学显微镜对其进行观察时，可以确认到一维生长的物质，并且根据光学特性，还可以确认到源自单层的发光特性。此外，对多个WS₂纳米带的荧光（PL）进行测量，结果发现，几乎所有的WS₂纳米带都是单层。

当使用这种单层WS₂纳米带制备场效应晶体管(FET)时，研究小组成功地将其用作电子传导型（n型）FET。这是世界上首个同时具有发光特性和FET特性的WS₂纳米带的合成。对于由碳制成的原子层物质的石墨烯纳米带，虽然已经发现了多种合成方法，但到目前为止，尚未建立TMDC纳米带的合成方法。

TMDC有望应用于下一代可穿戴传感器、发光元件、发电元件等，研究小组认为这项研究成果有助于实现下一代纳米级光电器件和万物互联（Internet of Everything）。

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