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Jun 17, 2024

Cueillette sèche

Scientific Reports volume 12, Numéro d'article : 10936 (2022) Citer cet article 2455 Accès 2 Citations 3 Détails Altmetric Metrics Nous présentons une technique d'assemblage par sélection et retournement à sec pour les résolutions d'angle

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 10936 (2022) Citer cet article

2455 Accès

2 citations

3 Altmétrique

Détails des métriques

Nous présentons une technique d’assemblage sec par sélection et retournement pour la spectroscopie de photoémission résolue en angle (ARPES) des hétérostructures de van der Waals. En combinant la résine acrylique Elvacite2552C et le liquide ionique 1-éthyl-3-méthylimidazolium, nous avons préparé des polymères avec des températures de transition vitreuse (Tg) allant de 37 à 100 ℃. L'adhésion du polymère aux cristaux 2D a été améliorée à \({T}_{\text{g}}\). En utilisant la différence de \({T}_{\text{g}}\), une hétérostructure 2D peut être transférée d'un polymère à haute valeur \({T}_{\text{g}}\) à un polymère inférieur. -\({T}_{\text{g}}\) polymère, qui permet de retourner sa surface. Ce processus convient à l'assemblage d'hétérostructures pour ARPES, où la couche de recouvrement supérieure doit être du graphène monocouche. Les mesures ARPES microfocalisées au laser de WTe2 à 5 couches, MoTe2 à 3 couches, WTe2 à 2 couches/Cr2Ge2Te6 à deux couches et WTe2 à double couche torsadée démontrent que ce processus peut être utilisé comme méthode de fabrication d'échantillons polyvalente pour étudier les spectres énergétiques des hétérostructures 2D.

Les hétérostructures bidimensionnelles de Van der Waals offrent des opportunités sans précédent pour explorer la physique corrélée émergente1. La spectroscopie de photoémission résolue en angle (ARPES) est sans doute l'outil le plus direct pour étudier les structures de bandes électroniques des hétérostructures 2D de van der Waals2. Cependant, l’étude de telles hétérostructures par ARPES est un défi. Pour garantir l'exigence de sensibilité de surface pour l'ARPES, où la plupart des électrons photoexcités proviennent des quelques couches atomiques supérieures3, un échantillon avec une surface atomiquement plate et propre est requis dans des conditions d'ultravide2,4,5,6,7,8,9 ,dix. Recouvrir une surface d'hétérostructure de Van der Waals avec du graphène monocouche ou du nitrure de bore hexagonal (h-BN) permet de répondre à cette exigence6. La nature hydrophobe du graphène et de la surface du h-BN permet l’élimination des contaminants adsorbés par recuit dans des conditions d’ultravide. De plus, cela permet d’étudier les spectres énergétiques des hétérostructures, où l’hybridation de la structure de bande avec le graphène et le h-BN est absente. Les électrons photoexcités peuvent s’échapper de l’hétérostructure sans perdre leur élan ni leur énergie.

Une approche pour fabriquer des hétérostructures de van der Waals pour ARPES est l’assemblage de collecte à sec6,11,12,13. Le graphène monocouche est d'abord capté par un polymère (généralement un film de polycarbonate sur un bloc de polydiméthylsiloxane)14. Par la suite, les cristaux 2D ciblés sont séquentiellement capturés en touchant le graphène monocouche avec les cristaux 2D. Enfin, les hétérostructures ont été transférées sur un substrat de silicium. Bien que ces techniques permettent l’ARPES de WTe26 et WSe211, certains défis demeurent. En effet, (i) le graphène monocouche sur le polymère est déchiré après quelques cycles de ramassage, ce qui empêche l'assemblage d'hétérostructures à plusieurs couches. (ii) Le rendement de capture des flocons 2D par le graphène monocouche est inférieur à celui dans le cas où des flocons plus épais sont utilisés. (iii) Le procédé est incompatible avec la méthode de déchirure et d'empilement pour fabriquer des hétérostructures torsadées avec un contrôle précis de l'angle de rotation, car il nécessite de placer un flocon 2D épais sur le polymère de capture15. Par conséquent, il existe une demande pour développer une méthode permettant d'assembler des hétérostructures dans l'ordre inverse, c'est-à-dire des flocons épais aux flocons minces, de retourner leur surface et de la déposer sur un substrat désigné, ce que nous appelons un assemblage pick-and-flip. technique. Jusqu'à présent, plusieurs techniques d'assemblage par sélection et retournement ont été développées pour fabriquer des hétérostructures de Van der Waals pour les mesures STM. Cependant, ces techniques sont incompatibles avec l'enceinte conventionnelle de la boîte à gants car elles utilisent de l'eau16,17 ou des solvants organiques18 pour transférer les hétérostructures d'un polymère. timbre à l’autre deuxième timbre.