Name: atmospheric pressure fabrication of large-sized single-layer rectangular snse flakes
Uploaded: 2018-03-21T13:30:00.000+00:00
Duration: 11 min 21 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Atmospheric Pressure Fabrication of Large-Sized Single-Layer Rectangular SnSe Flakes at JoVE.com

이 연구는 중국의 젊은 과학자, 국립 자연 과학 재단의 중국 (보조금 번호 51472164), A 1000 재능 프로그램에 의해 지원 되었다 * 스타 Pharos 프로그램 (그랜트 No. 152 70 00014), 그리고 고급 2d 누스 센터에서 지원 시설 재료입니다.

주의: 화학 및이 작업에 사용 되는 가스 중 일부는 독성, 발암 성, 가연성 및 폭발성입니다. 공학적 통제 (증기 두건) 및 개인 보호 장비 (안전 안경, 전문 보호 마스크, 장갑, 랩 코트, 전체 길이의 사용을 포함 한 증기 수송 증 착을 수행할 때 모든 적절 한 안전 관행을 사용 하시기 바랍니다 바지, 그리고 폐쇄 발가락 신발).
1. 자동 조정 기능 온도 컨트롤러 매개 변수
참고: SnSe 조각의 합성 하기 전에 보일 러의 난방 시스템 제조 업체의 설명서에 따라 보정을 해야 합니다.
<ol><li>가장 일반적으로 사용 온도 80% 대상 온도 설정 합니다. 여기, 560 oC h 1에 대 한 설정 하 고 보일 러 실행.</li>
	<li>온도 560 oC를 접근 하는 때, 1 키 2 s, 매개 변수 "HAL" 팝업 노트 및 언론 "집합"에 대 한 "SET" 키를 누르면 s가 다음 매개 변수를.</li>
	<li>"SET" 키를 눌러 계속 합니다. 후 "계속 = 3" 나타납니다, 그것을 2로 설정. 시스템 자동 조정 기능 Int, 프로 및 Lt, 값에 밖으로 일을 시작 하 고 시스템 3에 갈 것 이다. 자동-조정, 필요할 때 2로 설정 합니다.</li>
</ol>2. 전처리의 석 영 튜브와 세라믹 배
참고: SnSe 조각의 합성 하기 전에 청소 과정은 새로운 세라믹 보트와 새로운 석 영 튜브 필수, 높은 온도 청소용.
<ol><li>새로운 1 인치 직경 석 영 튜브 안에 새로운 세라믹 보트를 배치 합니다. 새로운 2 인치 직경 석 영 튜브와 수평 관으로 내부의 1 인치 직경 석 영 튜브를 놓습니다. 튜브의 양쪽 끝은 단단히 고정 하 고 지원 확인 하십시오.</li>
	<li>로 뚜껑 닫고 1000 oC 30 분 이상 튜브로 열.</li>
	<li>보일 러의 중앙에 온도 1000 oC 접근 때로 1000 oC 30 분 유지. 다음, 점차적으로 이동 튜브로 한쪽 끝에서 다른 세라믹 배 석 영 튜브 벽을 청소에 대 한 튜브의 전체 길이 열.</li>
	<li>이 후, 보일 러를 해제 하 여 실내 온도에 냉각 튜브로 수 있습니다. 보일 러가 실내 온도에 냉각 하 고 때로 뚜껑을 열고 새로운 세라믹 보트 및 후속 실험을 위해 사용 될 수 있는 새로운 1 인치 직경 석 영 튜브, 밖으로 데리고.</li>
</ol>3. 전처리 SiO 2 /Si 기판
<ol><li>SiO2/Si 웨이퍼 (300 nm 두꺼운 SiO2 무 겁 게도 핑된 시에)를 잘라 ( 재료의 표참조) 성장 기판으로 사용 되는 적절 한 크기 (약 1.5 c m × 2 c m)으로 다이아몬드 선 침을 사용 하 여.</li>
	<li>아세톤, 소 프로 파 놀, 그리고 물, 질소 타격 건조에 따라 SiO2/Si 기판 청소.</li>
</ol>4. 합성 대량 직사각형의 모양 SnSe 조각
<ol><li>장소 0.010 g SnSe 깨끗 한 세라믹 배에서 ( 재료의 표참조) 파우더. 세라믹 배, SnSe 분말 성장 면에 깨끗 한 SiO2/Si 기판 (약 1.5 c m × 2 c m)를 배치 합니다. 위치는 깨끗 한 1 인치 직경 석 영 튜브 내부 세라믹 보트입니다.</li>
	<li>외부에, 2-인치 직경 석 영 튜브와 수평 관으로 내부의 1 인치 직경 석 영 튜브를 놓고 세라믹 보트 튜브로가 열 영역의 상류 위치 인지 확인 합니다. 튜브의 양쪽 끝에 플랜지를 강화 하 고 2 인치 직경 석 영 튜브 물개 환기 밸브를 닫습니다.</li>
	<li>석 영 튜브, 펌프 튜브에 공기와 습기를 제거 하 ~ 1 × 10-2 mbar의 압력 튜브에 연결 하는 펌프를 켭니다. 그 압력을 달성 후 펌프를 해제 합니다.</li>
	<li>캐리어 가스 밸브, 가스 흐름을 제어 하는 가스 흐름 미터를 사용 하 여 엽니다. 40 분 (sccm) 아칸소 당 표준 입방 cm 및 10 sccm H2 (순도: 99.9%)에 석 영 튜브 대기압 달성 될 때까지. 석 영 튜브에 가스의 지속적인 흐름을 허용 하도록 환기 밸브를 엽니다.</li>
	<li>로 뚜껑 닫고 빠르게는 35 oC 당 분가 열 속도와 튜브로 열.</li>
	<li>보일 러의 중앙에 온도 700 oC를 접근 하는 때, 신속 하 게 SnSe 분말으로 중심에 위치를 튜브로 이동. SnSe 분말이 증발 할 것 이다, 그리고 SnSe 조각 대량 SiO2/Si 표면에 입금 됩니다.</li>
	<li>15 분 성장 시간 후 신속 하 게 튜브로 실내 온도에 냉각로 뚜껑을 엽니다. 한편, Ar/H2 캐리어 가스를 최대, unreacted 가스 또는 튜브에서 입자를 드라이브에 도움이 될 것입니다의 흐름을 조정 합니다. 성장 과정 완료 될 때 대량 SnSe 조각 SiO2/Si 기판의 표면에 얻을 것 이다.</li>
</ol>5. 제조 단일 레이어 사각형의 모양 SnSe 조각
<ol><li>대량으로 재배 SnSe/SiO2/Si 샘플 얼굴을 새로운 깨끗 한 세라믹 보트에 놓습니다. 위치는 새로운 깨끗 한 1 인치 직경 석 영 튜브 내부 세라믹 보트입니다.</li>
	<li>위치한 세라믹 보트 2-인치 직경 석 영 튜브, 수평 관으로 내부의 1 인치 직경 석 영 튜브를 넣어 튜브로가 열 영역의 업스트림. 튜브의 양쪽 끝에 플랜지를 강화 하 고 2 인치 직경 석 영 튜브를 봉인 하기 위해 환기 밸브를 닫습니다.</li>
	<li>석 영 튜브, 튜브에 공기와 습기를 제거 하 ~ 1 × 10-2 mbar의 압력 튜브 펌프에 연결 하는 펌프를 켭니다. 달성 한 후 펌프를 해제 합니다.</li>
	<li>가스 유량 계를 사용 하 여 가스 흐름을 제어 하는 캐리어 가스 밸브를 엽니다. 50 sccm N2 를 소개 (순도: 99.9%)에 석 영 튜브 대기압 달성 될 때까지. 석 영 튜브에 가스의 지속적인 흐름을 허용 하도록 환기 밸브를 엽니다.</li>
	<li>로 뚜껑 닫고 빠르게 700 oC에서 20 분을 튜브로 열.</li>
	<li>때로의 중심에 온도 접근 700 oC, 신속 하 게 대량 SnSe/SiO2/Si 샘플으로 중심에 위치를 튜브로 이동 합니다.</li>
	<li>700 oC 에칭 프로세스를 완료 하려면 ~ 5-20 분에 대 한에 유지 관리 합니다. 그 후, 보일 러 뚜껑 열고 신속 하 게 튜브로 실내 온도에 냉각. 한편, unreacted 가스 또는 튜브에서 입자를 드라이브에 도움이 될 것 입 최대 N2 가스의 흐름을 유지. 에칭 과정 완료 되 면 단일 레이어 직사각형 모양의 SnSe 조각 SiO2/Si 기판의 표면에 관찰. 참고: 에칭 가스 및 에칭 시간이이 과정에는 주요 제어 요소는. 에칭 메커니즘 참조 29에에서 조사, 그래서 대 한 자세한 내용은 참조 29를 참조.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Geim, A. K., Novoselo, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Rise+of+Graphene.">The Rise of Graphene.</a> Nature Mater. 6, 183-191 (2007).</li><li>Chhowalla, M., Shin, H. S., Eda, G., Li, L. -. J., Loh, K. P., Zhang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Chemistry+of+Two-Dimensional+Layered+Transition+Metal+Dichalcogenide+Nanosheets.">The Chemistry of Two-Dimensional Layered Transition Metal Dichalcogenide Nanosheets.</a> Nat. Chem. 5, 263-275 (2013).</li><li>Zhang, W., Wang, Q., Chen, Y., Wang, Z., Wee, A. T. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Van+der+Waals+Stacked+2D+Layered+Materials+for+Optoelectronics.">Van der Waals Stacked 2D Layered Materials for Optoelectronics.</a> 2D Mater. 3 (1-17), 02200 (2016).</li><li>Li, M. -. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epitaxial+Growth+of+a+Monolayer+WSe2-MoS2+Lateral+p-n+Junction+with+an+Atomically+Sharp+Interface.">Epitaxial Growth of a Monolayer WSe2-MoS2 Lateral p-n Junction with an Atomically Sharp Interface.</a> Science. 349, 524-528 (2015).</li><li>Wang, H., Yuan, H., Hong, S. S., Li, Y., Cui, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+and+Chemical+Tuning+of+Two-Dimensional+Transition+Metal+Dichalcogenides.">Physical and Chemical Tuning of Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides.</a> Chem. Soc. Rev. 44, 2664-2680 (2015).</li><li>Wang, Q. H., Kalantar-Zadeh, K., Kis, A., Coleman, J. N., Strano, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electronics+and+Optoelectronics+of+Two-Dimensional+Transition+Metal+Dichalcogenides.">Electronics and Optoelectronics of Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides.</a> Nat.Nanotechnol. 7, 699-712 (2012).</li><li>Kim, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-Scale+Pattern+Growth+of+Graphene+Films+for+Stretchable+Transparent+Electrodes.">Large-Scale Pattern Growth of Graphene Films for Stretchable Transparent Electrodes.</a> Nature. 457, 706-710 (2009).</li><li>Shalom, M., Gimenez, S., Schipper, F., Herraiz-Cardona, I., Bisquert, J., Antonietti, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+Carbon+Nitride+Growth+on+Surfaces+for+Hydrogen+Evolution+Electrodes.">Controlled Carbon Nitride Growth on Surfaces for Hydrogen Evolution Electrodes.</a> Angew. Chem. 126, 3728-3732 (2014).</li><li>Liu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metal-Free+Efficient+Photocatalyst+for+Stable+Visible+Water+Splitting+via+a+Two-Electron+Pathway.">Metal-Free Efficient Photocatalyst for Stable Visible Water Splitting via a Two-Electron Pathway.</a> Science. 347, 970-974 (2015).</li><li>Jiang, J., Zou, J., Wee, A. T. S., Zhang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+Single-Layer+g-C3N4/Ag+Hybrids+for+Surface-Enhanced+Raman+Scattering+(SERS).">Use of Single-Layer g-C3N4/Ag Hybrids for Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS).</a> Sci.Rep. 6 (1-10), 34599 (2016).</li><li>Jiang, J., Zhu, L., Zou, J., Ou-yang, L., Zheng, A., Tang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro/Nano-Structured+Graphitic+Carbon+Nitride-Ag+Nanoparticle+Hybrids+as+Surface-Enhanced+Raman+Scattering+Substrates+with+Much+Improved+Long-Term+Stability.">Micro/Nano-Structured Graphitic Carbon Nitride-Ag Nanoparticle Hybrids as Surface-Enhanced Raman Scattering Substrates with Much Improved Long-Term Stability.</a> Carbon. 87, 193-205 (2015).</li><li>Jariwala, D., Marks, T. J., Hersam, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mixed-dmensional+van+der+Waals+Heterostructures.">Mixed-dmensional van der Waals Heterostructures.</a> Nature Mater. 16, 170-181 (2017).</li><li>Late, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GaS+and+GaSe+Ultrathin+Layer+Transistors.">GaS and GaSe Ultrathin Layer Transistors.</a> Adv. Mater. 24, 3549-3554 (2012).</li><li>Klein, A., Lang, O., Schlaf, R., Pettenkofer, C., Jaegermann, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electronically+Decoupled+Films+of+InSe+Prepared+by+van+der+Waals+Epitaxy:+Localized+and+Delocalized+Valence+States.">Electronically Decoupled Films of InSe Prepared by van der Waals Epitaxy: Localized and Delocalized Valence States.</a> Phys. Rev. Lett. 80, 361-364 (1998).</li><li>Gomes, L. C., Carvalho, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phosphorene+Analogues:+Isoelectronic+Two-Dimensional+Group-IV+Monochalcogenides+with+Orthorhombic+Structure.">Phosphorene Analogues: Isoelectronic Two-Dimensional Group-IV Monochalcogenides with Orthorhombic Structure.</a> Phys. Rev. B. 92 (1-8), 085406 (2015).</li><li>Xue, D., Tan, J., Hu, J., Hu, W., Guo, Y., Wan, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anisotropic+Photoresponse+Properties+of+Single+Micrometer-Sized+GeSe+Nanosheet.">Anisotropic Photoresponse Properties of Single Micrometer-Sized GeSe Nanosheet.</a> Adv. Mater. 24, 4528-4533 (2012).</li><li>Antunez, P. D., Buckley, J. J., Brutchey, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tin+and+Germanium+Monochalcogenide+IV-VI+Semiconductor+Nanocrystals+for+Use+in+Solar+Cells.">Tin and Germanium Monochalcogenide IV-VI Semiconductor Nanocrystals for Use in Solar Cells.</a> Nanoscale. 3, 2399-2411 (2011).</li><li>Zhao, L. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultralow+Thermal+Conductivity+and+High+Thermoelectric+Figure+of+Merit+in+SnSe+Crystals.">Ultralow Thermal Conductivity and High Thermoelectric Figure of Merit in SnSe Crystals.</a> Nature. 508, 373-377 (2014).</li><li>Zhao, L. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrahigh+Power+Factor+and+Thermoelectric+Performance+in+Hole-Doped+Single-Crystal+SnSe.">Ultrahigh Power Factor and Thermoelectric Performance in Hole-Doped Single-Crystal SnSe.</a> Science. 351, 141-144 (2016).</li><li>Bhatt, V. P., Gireesan, K., Pandya, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+and+Characterization+of+SnSe+and+SnSe2+Single+Crystals.">Growth and Characterization of SnSe and SnSe2 Single Crystals.</a> J. Cryst. Growth. 96, 649-651 (1989).</li><li>Yu, J. G., Yue, A. S., Stafsudd, O. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+and+Electronic+Properties+of+the+SnSe+Semiconductor.">Growth and Electronic Properties of the SnSe Semiconductor.</a> J. Cryst. Growth. 54, 248-252 (1981).</li><li>Zhang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tinselenidene:+a+Two-dimensional+Auxetic+Material+with+Ultralow+Lattice+Thermal+Conductivity+and+Ultrahigh+Hole+Mobility.">Tinselenidene: a Two-dimensional Auxetic Material with Ultralow Lattice Thermal Conductivity and Ultrahigh Hole Mobility.</a> Sci. Rep. 6 (1-9), (2016).</li><li>Liu, X., Li, Y., Zhou, B., Wang, X., Cartwright, A. N., Swihart, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shape-Controlled+Synthesis+of+SnE+(E=S,+Se)+Semiconductor+Nanocrystals+for+Optoelectronics.">Shape-Controlled Synthesis of SnE (E=S, Se) Semiconductor Nanocrystals for Optoelectronics.</a> Chem. Mater. 26, 3515-3521 (2014).</li><li>Franzman, M. A., Schlenker, C. W., Thompson, M. E., Brutchey, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solution-Phase+Synthesis+of+SnSe+Nanocrystals+for+Use+in+Solar+Cells.">Solution-Phase Synthesis of SnSe Nanocrystals for Use in Solar Cells.</a> J. Am. Chem. Soc. 132, 4060-4061 (2010).</li><li>Baumgardner, W. J., Choi, J. J., Lim, Y. -. F., Hanrath, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SnSe+Nanocrystals:+Synthesis,+Structure,+Optical+Properties,+and+Surface+Chemistry.">SnSe Nanocrystals: Synthesis, Structure, Optical Properties, and Surface Chemistry.</a> J. Am. Chem. Soc. 132, 9519-9521 (2010).</li><li>Boscher, N. D., Carmalt, C. J., Palgrave, R. G., Parkin, I. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atmospheric+Pressure+Chemical+Vapour+Deposition+of+SnSe+and+SnSe+2+Thin+Films+on+Glass.">Atmospheric Pressure Chemical Vapour Deposition of SnSe and SnSe 2 Thin Films on Glass.</a> Thin Solid Films. 516, 4750-4757 (2008).</li><li>Zhao, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+Synthesis+of+Single-Crystal+SnSe+Nanoplates.">Controlled Synthesis of Single-Crystal SnSe Nanoplates.</a> Nano Res. 8, 288-295 (2015).</li><li>Li, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-Layer+Single-Crystalline+SnSe+Nanosheets.">Single-Layer Single-Crystalline SnSe Nanosheets.</a> J. Am. Chem. Soc. 135, 1213-1216 (2013).</li><li>Jiang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two-Step+Fabrication+of+Single-Layer+Rectangular+SnSe+Flakes.">Two-Step Fabrication of Single-Layer Rectangular SnSe Flakes.</a> 2D Mater. 4 (1-9), 021026 (2017).</li></ol>

공개 하는 것이 없다.

여기, 증기 수송 증 착 방법 및 질소는 대기 압력 시스템에서 기법 에칭의 조합 처음 보고 됩니다. 이 프로토콜에서 중요 한 단계는 단일 레이어 SnSe 조각 제작의 섹션입니다.
대량 샘플 높은-품질 단일 레이어 샘플 형태로 새겨져 있을 수 있습니다, 비록 대량 샘플의 두께 균일 해야 하며 대량 샘플의 분해 온도 에칭 온도 보다 높아야 한다. 결과 샘플 때문에 에칭 완전히 되 고 ...

2 차원 (2D) 자료에 대 한 연구는 그들의 대량 대응1 우수한, 광학, 전기 및 기계적 속성을가지고 2D 자료의 가능성으로 인해 그래 핀의 성공적인 분리 이후 최근 몇 년 동안에 피어 , 2 , 3 , 4 , 5. 2D 자료 분산 감지 8,9, 표면 강화 라만 분할 하는 물, 촉매 및 전자 기기6,7, 광전자 유망한 응용 프로그램 표시 10,11, 등 2D 자료로는 피부 박피 수 있는 계층화 된 물자의 큰 가족 보기 좋은 다양성, 반도체 전이 금속 dichalcogenides (TMDs 반 금속 그래 핀에서까지 ) 검은 단 열 6 각형 붕 소 질 화물 (h-BN)을 인 (BP). 이러한 자료와 그들의 heterostructures 최근 몇 년 동안, 잘 공부 된 많은 소설 속성 및 응용 프로그램12전시 하 고 있다. 덜 공부 하는 다른, 하지만 자료는 IIIA에 계층화 된 동등 하 게 2D 약속-(가스, GaSe, 및 곤충)13,14 및 IVA 통해-16,17 가족 (릿지, GeSe, SnS)15,를 통해 있다 또한 최근 받은 관심.
SnSe는 IVA에 속한다-그룹을 통해 및 원자 pnma 공간 그룹에서 배열 하 고 phosphorene의 결정 구조 같은 계층 내에서 묶 었와 orthorhombic 구조에서 결정 한다. SnSe 0.6 eV의 밴드 갭 좁은 간격 반도체 하지만 더 잘 알려진, 더 독특한 열전 속성에 대 한 그것으로 보고 923 K18,19 에서 2.6의 매우 높은 ZT (열전 그림 실력의) 값을가지고 는 그것의 독특한 전자 구조 및 낮은 열 전도성에 기인 했다. 대량 SnSe 크리스탈 상업적으로 사용할 수 있습니다 및 알려진된 방법으로 성장 될 수 있다, 하는 동안 방법 Stockbarger 방법20 또는 화학 수증기 수송 방법 등21, 성장 하는 큰 크기의 유 전체에 몇 가지 레이어 및 단일 레이어 SnSe 기판은 더 많은 도전. 매우 지향적인된 pyrolytic 흑연 (hopg 총 현재), 운 모, SiO2, Si3N4, 유리 등의 2D 소재 성장을 지원 하기 위해 많은 기질을 확인 하 고 있습니다. 저 비 SiO2 유는 가장 일반적으로 사용 되는 기판, field-effect 트랜지스터, 제조는 유 전기 뒷문의 일환으로 봉사 수 있습니다. 그래 핀 및 TMDs와 달리 우리의 경험에서 그것은 몇 레이어 또는 단일 레이어 SnSe 조각 micromechanical 각 질 제거 방법으로 얻기 어려운 대량 SnSe는 interlayer 바인딩 에너지22 32 meV의 높은 /2, 두께에 이르게 Å 레이어, exfoliated 조각의 가장자리를 따라도. 따라서, 공부 하 고 몇 가지 레이어 및 단일 레이어 SnSe의 새로운 전자 속성, 새로운 간단 하 고 저렴 한 비용 합성 메서드 고품질 대형 단일 레이어 SnSe 절연 기판에 크리스탈을 준비 하는 필요, 특히 SnSe는 이후 위대한 약속 낮은 중간 온도 범위19에서 에너지 변환 위한 열전 응용 프로그램에 대 한 후보자로 표시.
몇몇 연구원은 고품질 SnSe 결정을 합성 하는 방법을 개발 했습니다. 리 우 외. 23 , Franzman 외. 24 SnSe 나노 양자 점, nanoplates, 단일 결정 nanosheets, nanoflowers, 및 SnCl2 와 알 킬-phosphine-셀레늄 또는 dialkyl nanopolyhedra 등 다른 형태의 합성 솔루션 단계 방법을 사용 선구자로 diselenium입니다. Baumgardner 외. 25 bis[bis(trimethylsilyl)amino]tin(II) 뜨거운 trioctylphosphine, 주입 하 여 콜 로이드 SnSe 나노 입자 합성 그리고 그들은 직경에서 4 ~ 10 nm의 나노. Boscher 외. 26 주석 사염화 비율 10 diethyl 셀 렌, 그리고 그들의 합성 보다 큰 주석 사염화 및 diethyl 셀 렌 유도체를 사용 하 여 유리 기판에 SnSe 영화를 대기압 화학 증기 증 착 기법을 사용 SnSe 영화 했다 약 100 nm 두께 모양에 실버-블랙. 조 외. 27 사용 낮은 진공 시스템에 전송 증 착을 증기와 합성 운 모 기판에 단일-크리스탈 SnSe nanoplates 1-6 µ m의 정사각형 nanoplates을 얻은. 그러나, 단일 레이어 SnSe 취득 결정 되지 않습니다 이러한 기법을 사용 하 여. 리 외. 28 성공적으로 단일 레이어 단일 크리스탈 SnSe nanosheets SnCl4 와 서구2 단계인 한 냄비 합성 방법을 사용 하 여 합성. 그러나, 그들은 했다만 약 300의 가로 크기를 얻을 수 그들의 nanosheets에 대 한 nm. 우리는 최근 우리의 방법을 높은 품질, 대형 단계 순수29는 단일 레이어 SnSe 결정 성장 출판. 이 상세한 프로토콜은 다른 대형 고급 ultrathin 2D 자료가이 방법론을 사용 하 여 성장에 새로운 실무자 수 있도록 것입니다.

<table><tbody><tr><td>SnSe powder</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>1315-06-6</td><td>(99.999%) toxic, carcinogenic</td></tr><tr><td>Ar gas</td><td></td><td></td><td>explosive</td></tr><tr><td>H2 gas</td><td></td><td></td><td>flammable, explosive</td></tr><tr><td>SiO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;/Si wafer</td><td></td><td></td><td>300 nm thick SiO2 on heavily doped Si</td></tr><tr><td>Acetone</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>67-64-1</td><td>toxic, flammable</td></tr><tr><td>Isopropanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>67-63-0</td><td>flammable</td></tr><tr><td>Quartz tube</td><td>Dongjing Quartz Company, China</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ceramic boat</td><td>Dongjing Quartz Company, China</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Optical microscope</td><td>Olympus, BX51</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Atomic force microscopy</td><td>Bruker</td><td></td><td>Using FastScan-A probe type and ScanAsyst-air</td></tr><tr><td>Scanning electron microscopy</td><td>JEOL JSM-6700F</td><td></td><td></td></tr><tr><td>transmission electron microscopy</td><td>FEI Titan</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tube furnace</td><td>MTI Corporation</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

atmospheric pressure fabrication of large-sized single-layer rectangular snse flakes

주석 셀 렌 (SnSe) phosphorene, 같은 버클 채운된 구조와 계층된 금속 칼코게나이드 물질의 가족에 속한다 고 차원 일렉트로닉스 장치에 응용 프로그램에 대 한 잠재적인 보이고 있다. SnSe 나노 합성 많은 방법은 개발 되었다, 단일 레이어 SnSe 조각 대형 조작 하는 간단한 방법은 큰 도전 남아 있다. 여기, 우리가 직접 대형 단일 레이어 사각형 SnSe 일반적으로 사용 되 SiO2/Si 기판 대기압 석 영 튜브에서 간단한 2 단계 제조 방법을 사용 하 여 절연에 부스러기를 성장 실험 방법을 보여줍니다. 로 시스템입니다. 단일 레이어 사각형 SnSe ~6.8 Å의 평균 두께를 조각 하 고 약 30 µ m × 50 µ m의 측면 크기 증기 증 착 기술과 질소 에칭 경로 전송의 조합에 의해 조작 했다. 우리는 형태학, 미세, 고 사각형 SnSe 부스러기의 전기적 특성을 특징 하 고 우수한 결정성 및 좋은 전자 속성을 획득. 2 단계 제조 방법에 대 한이 기사는 대기 압력 시스템을 사용 하 여 다른 유사한 2 차원, 대형, 단일 레이어 물질 성장 연구원을 도울 수 있다.

실험 장치, 광학 이미지, 원자 힘 현미경 (AFM) 이미지, 스캐닝 전자 현미경 (SEM) 이미지, 그리고 전송 전자 현미경 (TEM) 이미지 조작 SnSe 조각의 도식 다이어그램 그림 1에 나와 있습니다. 그림 2및 그림 3 광학 이미지는 전통적인 광학 현미경에 의해 수행 됩니다. 접 안 렌즈 렌즈는 10 배, 그리고 객 관 렌즈는 ...

Watch this Scientific Journal Video about Atmospheric Pressure Fabrication of Large-Sized Single-Layer Rectangular SnSe Flakes at JoVE.com

Atmospheric Pressure Fabrication of Large-Sized Single-Layer Rectangular SnSe Flakes

프로토콜은 대형 단일 레이어 직사각형 모양의 SnSe는 대기압 석 영 튜브로 시스템에 저가 SiO2/Si 유 전체 웨이퍼에 부스러기를 성장 하는 2 단계 제조 기법을 보여주는 제공 됩니다.

단일 레이어 사각형 SnSe 대형 조각의 대기압 제조

Tin selenide (SnSe) belongs to the family of layered metal chalcogenide materials with a buckled structure like phosphorene, and has shown potential for ...

atmospheric-pressure-fabrication-large-sized-single-layer-rectangular

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Engineering

8.1K 조회수.  Shenzhen University. 프로토콜은 대형 단일 레이어 직사각형 모양의 SnSe는 대기압 석 영 튜브로 시스템에 저가 SiO2/Si 유 전체 웨이퍼에 부스러기를 성장 하는 2 단계 제조 기법을 보여주는 제공 됩니다.

비디오: Atmospheric Pressure Fabrication of Large-Sized Single-Layer Rectangular SnSe Flakes

Origami Inspired Self-assembly of Patterned and Reconfigurable Particles

There are numerous techniques such as photolithography, electron-beam lithography and soft-lithography that can be used to precisely pattern two dimensional (2D) structures. These technologies are mature, offer high precision and many of them can be implemented in a high-throughput manner. We leverage the advantages of planar lithography and combine them with self-folding methods1-20 wherein physical forces derived from surface tension or residual stress, are used to curve or fold planar structures into three dimensional (3D) structures. In doing so, we make it possible to mass produce precisely patterned static and reconfigurable particles that are challenging to synthesize.
In this paper, we detail visualized experimental protocols to create patterned particles, notably, (a) permanently bonded, hollow, polyhedra that self-assemble and self-seal due to the minimization of surface energy of liquefied hinges21-23 and (b) grippers that self-fold due to residual stress powered hinges24,25. The specific protocol described can be used to create particles with overall sizes ranging from the micrometer to the centimeter length scales. Further, arbitrary patterns can be defined on the surfaces of the particles of importance in colloidal science, electronics, optics and medicine. More generally, the concept of self-assembling mechanically rigid particles with self-sealing hinges is applicable, with some process modifications, to the creation of particles at even smaller, 100 nm length scales22, 26 and with a range of materials including metals21, semiconductors9 and polymers27. With respect to residual stress powered actuation of reconfigurable grasping devices, our specific protocol utilizes chromium hinges of relevance to devices with sizes ranging from 100 &mu;m to 2.5 mm. However, more generally, the concept of such tether-free residual stress powered actuation can be used with alternate high-stress materials such as heteroepitaxially deposited semiconductor films5,7 to possibly create even smaller nanoscale grasping devices.

We describe experimental details of the synthesis of patterned and reconfigurable particles from two dimensional (2D) precursors. This methodology can be used to create particles in a variety of shapes including polyhedra and grasping devices at length scales ranging from the micro to centimeter scale.

종이 접기 고취 패턴 및 재구성 입자의 자기 조립

There are numerous techniques such as photolithography, electron-beam lithography and soft-lithography that can be used to precisely pattern two ...

연구

화학

Atomically Defined Templates for Epitaxial Growth of Complex Oxide Thin Films

Atomically defined substrate surfaces are prerequisite for the epitaxial growth of complex oxide thin films. In this protocol, two approaches to obtain such surfaces are described. The first approach is the preparation of single terminated perovskite SrTiO3 (001) and DyScO3 (110) substrates. Wet etching was used to selectively remove one of the two possible surface terminations, while an annealing step was used to increase the smoothness of the surface. The resulting single terminated surfaces allow for the heteroepitaxial growth of perovskite oxide thin films with high crystalline quality and well-defined interfaces between substrate and film. In the second approach, seed layers for epitaxial film growth on arbitrary substrates were created by Langmuir-Blodgett (LB) deposition of nanosheets. As model system Ca2Nb3O10- nanosheets were used, prepared by delamination of their layered parent compound HCa2Nb3O10. A key advantage of creating seed layers with nanosheets is that relatively expensive and size-limited single crystalline substrates can be replaced by virtually any substrate material.

Various procedures are outlined to prepare atomically defined templates for epitaxial growth of complex oxide thin films. Chemical treatments of single crystalline SrTiO3 (001) and DyScO3 (110) substrates were performed to obtain atomically smooth, single terminated surfaces. Ca2 Nb3 O10- nanosheets were used to create atomically defined templates on arbitrary substrates.

복합 산화물 박막의 에피 택셜 성장을위한 원자 적으로 정의 된 템플릿

Atomically defined substrate surfaces are prerequisite for the epitaxial growth of complex oxide thin films. In this protocol, two approaches to obtain ...

Fabrication of Large-area Free-standing Ultrathin Polymer Films

This procedure describes a method for the fabrication of large-area and ultrathin free-standing polymer films. Typically, ultrathin films are prepared using either sacrificial layers, which may damage the film or affect its mechanical properties, or they are made on freshly cleaved mica, a substrate that is difficult to scale. Further, the size of ultrathin film is typically limited to a few square millimeters. In this method, we modify a surface with a polyelectrolyte that alters the strength of adhesion between polymer and deposition substrate. The polyelectrolyte can be shown to remain on the wafer using spectroscopy, and a treated wafer can be used to produce multiple films, indicating that at best minimal amounts of the polyelectrolyte are added to the film. The process has thus far been shown to be limited in scalability only by the size of the coating equipment, and is expected to be readily scalable to industrial processes. In this study, the protocol for making the solutions, preparing the deposition surface, and producing the films is described.

We describe a method for the fabrication of large-area (up to 13 cm diameter) and ultrathin (as thin as 8 nm) polymer films. Instead of using a sacrificial interlayer to delaminate the film from its substrate, we use a self-limiting surface treatment suitable for arbitrarily large areas.

대 면적의 제작은 초박막 고분자 필름을 무료 서

This procedure describes a method for the fabrication of large-area and ultrathin free-standing polymer films.  Typically, ultrathin films are prepared ...

Making Record-efficiency SnS Solar Cells by Thermal Evaporation and Atomic Layer Deposition

Tin sulfide (SnS) is a candidate absorber material for Earth-abundant, non-toxic solar cells. SnS offers easy phase control and rapid growth by congruent thermal evaporation, and it absorbs visible light strongly. However, for a long time the record power conversion efficiency of SnS solar cells remained below 2%. Recently we demonstrated new certified record efficiencies of 4.36% using SnS deposited by atomic layer deposition, and 3.88% using thermal evaporation. Here the fabrication procedure for these record solar cells is described, and the statistical distribution of the fabrication process is reported. The standard deviation of efficiency measured on a single substrate is typically over 0.5%. All steps including substrate selection and cleaning, Mo sputtering for the rear contact (cathode), SnS deposition, annealing, surface passivation, Zn(O,S) buffer layer selection and deposition, transparent conductor (anode) deposition, and metallization are described. On each substrate we fabricate 11 individual devices, each with active area 0.25 cm2. Further, a system for high throughput measurements of current-voltage curves under simulated solar light, and external quantum efficiency measurement with variable light bias is described. With this system we are able to measure full data sets on all 11 devices in an automated manner and in minimal time. These results illustrate the value of studying large sample sets, rather than focusing narrowly on the highest performing devices. Large data sets help us to distinguish and remedy individual loss mechanisms affecting our devices.

Tin sulfide (SnS) is a candidate material for Earth-abundant, non-toxic solar cells. Here, we demonstrate the fabrication procedure of the SnS solar cells employing atomic layer deposition, which yields 4.36% certified power conversion efficiency, and thermal evaporation which yields 3.88%.

열 증발 및 원자 층 증착에 의해 기록 효율 SNS 태양 전지 만들기

Tin sulfide (SnS) is a candidate absorber material for Earth-abundant, non-toxic solar cells. SnS offers easy phase control and rapid growth by congruent ...

공학

Advanced Experimental Methods for Low-temperature Magnetotransport Measurement of Novel Materials

Novel electronic materials are often produced for the first time by synthesis processes that yield bulk crystals (in contrast to single crystal thin film synthesis) for the purpose of exploratory materials research. Certain materials pose a challenge wherein the traditional bulk Hall bar device fabrication method is insufficient to produce a measureable device for sample transport measurement, principally because the single crystal size is too small to attach wire leads to the sample in a Hall bar configuration. This can be, for example, because the first batch of a new material synthesized yields very small single crystals or because flakes of samples of one to very few monolayers are desired. In order to enable rapid characterization of materials that may be carried out in parallel with improvements to their growth methodology, a method of device fabrication for very small samples has been devised to permit the characterization of novel materials as soon as a preliminary batch has been produced. A slight variation of this methodology is applicable to producing devices using exfoliated samples of two-dimensional materials such as graphene, hexagonal boron nitride (hBN), and transition metal dichalcogenides (TMDs), as well as multilayer heterostructures of such materials. Here we present detailed protocols for the experimental device fabrication of fragments and flakes of novel materials with micron-sized dimensions onto substrate and subsequent measurement in a commercial superconducting magnet, dry helium close-cycle cryostat magnetotransport system at temperatures down to 0.300 K and magnetic fields up to 12 T.

We describe the methodology of mechanical exfoliation and deposition of flakes of novel materials with micron-sized dimensions onto substrate, fabrication of experimental device structures for transport experimentation, and the magnetotransport measurement in a dry helium close-cycle cryostat at temperatures down to 0.300 K and magnetic fields up to 12 T.

소설 재료의 저온 Magnetotransport 측정을위한 고급 실험 방법

Novel electronic materials are often produced for the first time by synthesis processes that yield bulk crystals (in contrast to single crystal thin film ...

Preparation of Liquid-exfoliated Transition Metal Dichalcogenide Nanosheets with Controlled Size and Thickness: A State of the Art Protocol

We summarize recent advances in the production of liquid-exfoliated transition metal dichalcogenide (TMD) nanosheets with controlled size and thickness. Layered crystals of molybdenum disulphide (MoS2) and tungsten disulphide (WS2) are exfoliated in aqueous surfactant solution by sonication. This yields highly polydisperse mixtures containing nanosheets with broad size and thickness distributions. However, for most purposes, specific sizes (in terms of both lateral dimension and thickness) are required. For example, large and thin nanosheets are desired for (opto) electronic applications, while laterally small nanosheets are interesting for catalytic applications. Therefore, post-exfoliation size selection is an important step that we address here. We provide a detailed protocol on the efficient size selection in large quantities by liquid cascade centrifugation and the size and thickness quantification by statistical microscopic analysis (atomic force microscopy and transmission electron microscopy). The comparison of MoS2 and WS2 shows that both materials are size-selected in a similar way by the same procedure. Importantly, the dispersions of size-selected nanosheets show systematic changes in their optical extinction spectra with size due to edge and confinement effects. We show how these optical changes are related quantitatively to the nanosheets dimensions and describe how mean nanosheets length and layer number can be extracted reliably from the extinction spectra. The exfoliation and size selection protocol can be applied to a broad range of layered crystals as we have previously demonstrated for graphene, gallium sulphide (GaS) and black phosphorus.

A protocol for the liquid exfoliation of layered materials to nanosheets, their size selection and size measurement by microscopic and spectroscopic techniques is presented.

액체 박리 전이 금속 Dichalcogenide 제어 된 크기와 나노 시트와 두께의 준비 : 예술 프로토콜의 주

We summarize recent advances in the production of liquid-exfoliated transition metal dichalcogenide (TMD) nanosheets with controlled size and thickness. ...

Fabrication of Magnetic Nanostructures on Silicon Nitride Membranes for Magnetic Vortex Studies Using Transmission Microscopy Techniques

Electron and x-ray magnetic microscopies allow for high-resolution magnetic imaging down to tens of nanometers. However, the samples need to be prepared on transparent membranes which are very fragile and difficult to manipulate. We present processes for the fabrication of samples with magnetic micro- and nanostructures with spin configurations forming magnetic vortices suitable for Lorentz transmission electron microscopy and magnetic transmission x-ray microscopy studies. The samples are prepared on silicon nitride membranes and the fabrication consists of a spin coating, UV and electron-beam lithography, the chemical development of the resist, and the evaporation of the magnetic material followed by a lift-off process forming the final magnetic structures. The samples for the Lorentz transmission electron microscopy consist of magnetic nanodiscs prepared in a single lithography step. The samples for the magnetic x-ray transmission microscopy are used for time-resolved magnetization dynamic experiments, and magnetic nanodiscs are placed on a waveguide which is used for the generation of repeatable magnetic field pulses by passing an electric current through the waveguide. The waveguide is created in an extra lithography step.

A protocol for the fabrication of magnetic micro- and nanostructures with spin configurations forming magnetic vortices suitable for transmission electron microscopy (TEM) and magnetic transmission x-ray microscopy (MTXM) studies is presented.

자기 소용돌이 연구 전송 현미경 검사 법 기술을 사용 하 여 실리콘 질 화 막에 자석 Nanostructures의 제조

Electron and x-ray magnetic microscopies allow for high-resolution magnetic imaging down to tens of nanometers. However, the samples need to be prepared ...

Exfoliation and Analysis of Large-area, Air-Sensitive Two-Dimensional Materials

We describe methods for producing and analyzing large, thin flakes of air-sensitive two-dimensional materials. Thin flakes of layered or van der Waals crystals are produced using mechanical exfoliation, in which layers are peeled off a bulk crystal using adhesive tape. This method produces high-quality flakes, but they are often small and can be hard to find, particularly for materials with relatively high cleavage energies such as black phosphorus. By heating the substrate and the tape, two-dimensional material adhesion to the substrate is promoted, and the flake yield can be increased by up to a factor of ten. After exfoliation, it is necessary to image or otherwise analyze these flakes but some two-dimensional materials are sensitive to oxygen or water and will degrade when exposed air. We have designed and tested a hermetic transfer cell to temporarily maintain the inert environment of a glovebox so that air-sensitive flakes can be imaged and analyzed with minimal degradation. The compact design of the transfer cell is such that optical analysis of sensitive materials can be performed outside of a glovebox without specialized equipment or modifications to existing equipment.

A method for exfoliating large thin flakes of air sensitive two-dimensional materials and safely transporting them for analysis outside of a glovebox is presented.

각 질 제거 및 큰 지역의 분석 공기 과민 한 2 차원 재료

We describe methods for producing and analyzing large, thin flakes of air-sensitive two-dimensional materials. Thin flakes of layered or van der Waals ...

Fabrication of Three-Dimensional Graphene-Based Polyhedrons via Origami-Like Self-Folding

The assembly of two-dimensional (2D) graphene into three-dimensional (3D) polyhedral structures while preserving the graphene's excellent inherent properties has been of great interest for the development of novel device applications. Here, fabrication of 3D, microscale, hollow polyhedrons (cubes) consisting of a few layers of 2D graphene or graphene oxide sheets via an origami-like self-folding process is described. This method involves the use of polymer frames and hinges, and aluminum oxide/chromium protection layers that reduce tensile, spatial, and surface tension stresses on the graphene-based membranes when the 2D nets are transformed into 3D cubes. The process offers control of the size and shape of the structures as well as parallel production. In addition, this approach allows the creation of surface modifications by metal patterning on each face of the 3D cubes. Raman spectroscopy studies show the method allows the preservation of the intrinsic properties of the graphene-based membranes, demonstrating the robustness of our method.

Fabrication of Three-Dimensional Graphene-Based Polyhedrons via Origami-Like Self-Folding

Here, we present a protocol for fabrication of 3D graphene-based polyhedrons via origami-like self-folding.

3 차원 그래 핀 기반 Polyhedrons을 통해 종이 접기 같은 자체 접는의 제조

The assembly of two-dimensional (2D) graphene into three-dimensional (3D) polyhedral structures while preserving the graphene's excellent inherent ...

Fabricating van der Waals Heterostructures with Precise Rotational Alignment

In this work we describe a technique for creating new crystals (van der Waals heterostructures) by stacking distinct ultrathin layered 2D materials. We demonstrate not only lateral control but, importantly, also control over the angular alignment of adjacent layers. The core of the technique is represented by a home-built transfer setup which allows the user to control the position of the individual crystals involved in the transfer. This is achieved with sub-micrometer (translational) and sub-degree (angular) precision. Prior to stacking them together, the isolated crystals are individually manipulated by custom-designed moving stages that are controlled by a programmed software interface. Moreover, since the entire transfer setup is computer controlled, the user can remotely create precise heterostructures without coming into direct contact with the transfer setup, labeling this technique as &#8220;hands-free&#8221;. In addition to presenting the transfer set-up, we also describe two techniques for preparing the crystals that are subsequently stacked.

In this work we describe a technique that is used to create new crystals (van der Waals heterostructures) by stacking ultrathin layered 2D materials with precise control over position and relative orientation.

In this work we describe a technique for creating new crystals (van der Waals heterostructures) by stacking distinct ultrathin layered 2D materials. We ...