AFM-Bilder von Au-Clustern, die auf einer MoS₂-Insel auf SiO₂ abgelagert und manipuliert wurden

Rastersonden-induzierte Aufbringung von Goldstreifen auf Mono- und Zweischicht-MoS₂ auf SiO₂

Neuer Artikel in Journal "MRS Advances​"
AFM-Bilder von Au-Clustern, die auf einer MoS₂-Insel auf SiO₂ abgelagert und manipuliert wurden
Bild: MfM/ FSU
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Meldung vom: 01. Oktober 2020, 14:00 Uhr

Einkristall-Goldcluster (10 nm groß) wurden gemeinsam auf ein- und zweischichtigen MoS2-Inseln (bis zu 20 µm) manipuliert, die mit AFM auf SiO2 gezüchtet wurden. Auf der Monoschicht neigen die Cluster dazu, sich in eine Richtung zu bewegen, die der Zick-Zack-Ausrichtung der Mo- und S-Atome entspricht, und bilden parallel zur Scanrichtung lange Streifenmuster. Der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Streifen ist umgekehrt proportional zur Clusterkonzentration und -größe. Eine detailliertere Beobachtung basierend auf SEM zeigt, dass die Cluster innerhalb jedes Streifens durch Lücken von wenigen nm Breite getrennt bleiben, die möglicherweise durch elektrostatische Abstoßung und/ oder die Rauheit des SiO2-Substrats (~ 2 nm) verursacht werden. Die Streifen erwiesen sich auch als thermisch stabil und bewahrten ihre Aufbauten bis zu 823 K. Auf der Doppelschicht neigen Goldcluster viel weniger dazu, sich zu bewegen und sich zu Streifen zusammenzusetzen. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Bildung von Nanostrukturen, die aus der kollektiven Manipulation von Metallclustern resultieren, auf relativ einfache Weise durch einen richtig gewählten Scanpfad ausgerichtet werden können (im Vergleich zur Einzelverschiebung einzelner Cluster). Das Ziel, µm lange, aber nm dünne Drähte mit einer geometrisch definierten Form zu bilden, könnte leicht mit glatteren Substraten oder TMD-Materialien mit geringerer Ladungsübertragung auf darauf adsorbierte Metalle erreicht werden.

Publikation

Felix Trillitzsch, Arkadiusz Janas, Alper Özogul, Christof Neumann, Antony George, Benedykt R. Jany, Franciszek Krok, Andrey Turchanin, Enrico Gnecco: "Rastersonden-induzierte Aufbringung von Goldstreifen auf Mono- und Zweischicht-MoS2 auf SiO2", MRS Advances 5 (2020) 2201–2207, DOI: 10.1557/adv.2020.151

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