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May 18, 2024
ドライピック
Scientific Reports volume 12、記事番号: 10936 (2022) この記事を引用する 2387 アクセス数 2 引用数 3 オルトメトリック メトリックの詳細 角度分解されたドライ ピック アンド フリップ アセンブリ技術を紹介します。
Scientific Reports volume 12、記事番号: 10936 (2022) この記事を引用
2387 アクセス
2 引用
3 オルトメトリック
メトリクスの詳細
ファンデルワールスヘテロ構造の角度分解光電子放出分光法(ARPES)のためのドライピックアンドフリップアセンブリ技術を紹介します。 Elvacite2552C アクリル樹脂と 1-エチル-3-メチルイミダゾリウム イオン液体を組み合わせることにより、ガラス転移温度 (Tg) が 37 ～ 100 ℃の範囲のポリマーを調製しました。 2D 結晶へのポリマーの接着力は \({T}_{\text{g}}\) で強化されました。 \({T}_{\text{g}}\) の違いを利用することで、2D ヘテロ構造を \({T}_{\text{g}}\) の高いポリマーからより低いポリマーに転移させることができます。 -\({T}_{\text{g}}\) ポリマー。表面を上下反転することができます。 このプロセスは、上部キャッピング層が単層グラフェンである必要がある ARPES 用のヘテロ構造を組み立てるのに適しています。 5 層 WTe2、3 層 MoTe2、2 層 WTe2/数層 Cr2Ge2Te6、およびねじれ二重二重層 WTe2 のレーザーベースのマイクロ集束 ARPES 測定は、このプロセスが調査のための多用途のサンプル製造方法として利用できることを示しています。 2D ヘテロ構造のエネルギースペクトル。
二次元ファンデルワールスヘテロ構造は、創発的な相関物理学を探索するための前例のない機会を提供します1。 角度分解光電子分光法 (ARPES) は、おそらく 2D ファンデルワールスヘテロ構造の電子バンド構造を研究するための最も直接的なツールです2。 ただし、ARPES によるこのようなヘテロ構造の研究は困難です。 ARPES の表面感度要件を確保するには、光励起電子のほとんどが上部の数原子層から発生するため 3、超高真空条件下では原子的に平坦で清浄な表面を持つサンプルが必要です 2、4、5、6、7、8、9。 、10． ファンデルワールスヘテロ構造表面を単層グラフェンまたは六方晶窒化ホウ素（h-BN）で覆うと、この要件を満たすのに役立ちます6。 グラフェンと h-BN 表面の疎水性により、超高真空条件下でアニーリングすることで吸着した汚染物質を除去できます。 さらに、グラフェンおよび h-BN とのバンド構造のハイブリッド形成が存在しないヘテロ構造のエネルギー スペクトルの調査が可能になります。 光励起された電子は、運動量とエネルギーを失うことなくヘテロ構造から脱出できます。
ARPES 用のファンデルワールスヘテロ構造を作製するアプローチは、ドライピックアップアセンブリです6、11、12、13。 単層グラフェンは最初にポリマー (通常はポリジメチルシロキサン ブロック上のポリカーボネート フィルム) によって取り上げられます 14。 続いて、単層グラフェンを二次元結晶に接触させることにより、目的の二次元結晶を順次ピックアップする。 最後に、ヘテロ構造がシリコン基板上に転写されました。 これらの技術により WTe26 および WSe211 の ARPES が可能になりますが、いくつかの課題が残っています。 これは、(i) ポリマー上の単層グラフェンが数回のピックアップ サイクル後に引き裂かれ、複数層のヘテロ構造の組み立てが妨げられるためです。 (ii) 単層グラフェンによる 2D フレークのピックアップの収率は、より厚いフレークを使用した場合よりも低くなります。 (iii) このプロセスは、ピックアップ ポリマー上に厚い 2D フレークを配置する必要があるため、正確な回転角制御でツイスト ヘテロ構造を作製するためのティア アンド スタック法とは互換性がありません 15。 そこで、厚いフレークから薄いフレークへヘテロ構造を逆の順序で組み立て、その表面を裏返して所定の基板上に落とす、いわゆるピック＆フリップ組み立て方法の開発が求められています。技術。 これまで、STM 測定用のファンデルワールスヘテロ構造を作製するために、いくつかのピックアンドフリップアセンブリ技術が開発されてきましたが、これらの技術は、1 つのポリマーからヘテロ構造を転写するのに水 16,17 または有機溶媒 18 を使用するため、従来のグローブボックス筐体とは互換性がありません。もう一方の 2 番目のスタンプにスタンプを押します。