二碲化钨多晶薄膜生产方法

近日，爱尔兰都柏林圣三一学院 Niall McEvoy博士提出了一种制备大面积二碲化钨多晶薄膜（WTe2）的生产方法，弥补了传统制造方法的不足，如生产周期长，生产温度高，产品面积小、层数不易控制等。

WTe2是一种二维度（2D）的过渡金属硫化物材料，晶体结构为扭曲的八面体结构，这使它有一维（1D）特征，且在导电率和机械响应等方面具有强烈各向异性，如拓扑电子态。注意：各向异性是指物质的全部或部分化学、物理等性质随着方向的改变而有所变化，在不同的方向上呈现出差异的性质。

目前，大多数生产者都是采用化学蒸汽传输法（CVT）生产WTe2薄膜的。该方法虽然能制造出高质量的晶体，但生产时间超长和生产条件苛刻，需要在1000℃的环境下进行长时间的退火。此外，费力的机械剥离和转移过程也限制了使用该方法制备样品的可能性。

因此，Niall McEvoy博士通过在衬底上预先沉积钨薄膜，然后在钨膜表面电沉积碲预薄膜继而在550℃的较低温度下合成二碲化钨多晶薄膜。与化学蒸汽传输法相比，该生产技术将合成出更大晶体组成的薄膜。而薄膜的厚度和晶粒尺寸可以通过改变初始W和Te膜的沉积参数来调整。

研究表明，在450℃-650℃范围时，W的百分比很小，合金呈液态。这意味着随着更多的W溶解到Te中，固态WTe2晶体开始在液态合金中成核和生长。同时，Te蒸发，进一步推动WTe2晶体的增长。如果生长时间足够长，所有未反应的Te都将蒸发，冷却后留下一层仅由WTe2组成的膜。在450 ℃以下，由于Te不熔化，混合层的形成大大减少，阻碍了WTe2的生长。

另外，当温度从77~300k升高时，WTe2纳米带的电阻率随温度变化很小，其电阻率降低了约10%，因而在机械剥离的CVT晶体中应用的潜力。

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