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低温螺旋溅射在Si(100)上单晶生长AlN的单分子层mos2( Monolayer MoS 2 Enabled Single-Crystalline Growth of AlN on Si(100) Using Low-Temperature Helicon Sputtering )
WF Hsu LS Lu PC Kuo JH Chen WC Chueh H Yeh HL Kao JS Chen WH Chang Transition metal dichalcogenide van der Waals epitaxy low-temperature sputtering highly oriented MoS2 monolayer single-crystalline AlN film
在衬底上生长单晶薄膜依赖于晶体对称性和材料间的晶格常数。这种限制可以通过在二维层状材料上引入三维(3D)晶体的范德华外延来规避。最近，缓冲液辅助石墨烯生长III-氮化物薄膜的研究已经得到证实。然而，石墨烯表面的低化学反应性极大地限制了二维层状材料上平面三维薄膜的大面积单晶生长。这里，我们证明了用高度取向的单层MOS2作为缓冲层，可以在Si(100)衬底上生长出与薄膜具有不同晶体对称性的单晶AlN薄膜。用螺旋子溅射系统在低温(400°C)下生长了AlN薄膜，薄膜表面非常平坦，均方根粗糙度为1.0nm，X射线摆动曲率为0.336°，半最大宽度为0.336°，显示出高度的晶体不等式。由于缓冲层和AlN薄膜都是在低温下制备的，我们的研究结果不仅为III-氮化物与硅晶片工业工艺的集成铺平了道路，而且为在各种国外衬底上生长III-氮化物薄膜开辟了新的可能性。
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