Relative Orientierung von 2D-Halbleitern
(a) Kristallstruktur von MX2-basierten Übergangsmetalldichalkogeniden; (b) Monoschicht-Kristallform der Oberseite mit „armchair“ AC und „zickzack“ (ZZ) Richtung; (c) Optisches Bild eines Monoschichtkristalls mit scharfen Kanten. Der Winkel von 60° zeigt an, dass beide Kanten entweder AC oder ZZ sind; (d) Polarisationsaufgelöstes SHG. TMD-Monoschicht-Kristallgitter in der 2H-Phase gehören zur trigonal-prismatischen (D3h) Punktgruppe.
Forscherinnen und Forscher der TU Dortmund haben die relative Orientierung von atomaren 2D-Halbleitern mittels „Second Harmonic Generation“ bestimmt. Verwendet wurde ein Spektrometer von Andor Technology, das aus einem Kymera 328i Spektrographen und einem iDus 416 CCD-Detektor bestand.
Zweidimensionale atomare Materialien wurden in den letzten zehn Jahren sehr intensiv untersucht. Kristalle mit einer Schichtstruktur, in denen stark gebundene Atomschichten durch schwache Van-der-Waals-Kräfte zusammengehalten werden, können durch mechanisches Abblättern in einzelne Schichten aufgespalten werden. Übergangsmetalldichalcogenide mit der chemischen Formel MX2 bestehen aus Übergangsmetallen M der Gruppe IV, V oder VI (z.B. Ti, V, Mo) und Chalkogenidatomen X (S, Se, Te). Monoschichten dieser Materialien weisen einzigartige Eigenschaften auf, die sich stark von der entsprechenden Volumen- oder Mehrschichtform unterscheiden. Das kontrollierte Stapeln einzelner Schichten des gleichen oder unterschiedlichen Materials ermöglicht beispielsweise die Manipulation der optischen und elektrischen Eigenschaften. Das Stapeln zweier Monoschichten mit präziser Ausrichtung der kristallographischen Achsen erfordert jedoch eine Methode zur Messung ihrer relativen Orientierung. Obwohl die Kristalle entlang bestimmter Kristallachsen brechen, erlaubt ein optisches Bild keine Unterscheidung zwischen ihnen.
