Synthesis of Large‐Area InSe Monolayers by Chemical Vapor Deposition

Abstract

Recently, 2D materials of indium selenide (InSe) layers have attracted much attention from the scientific community due to their high mobility transport and fascinating physical properties. To date, reports on the synthesis of high-quality and scalable InSe atomic films are limited. Here, a synthesis of InSe atomic layers by vapor phase selenization of In O in a chemical vapor deposition (CVD) system, resulting in large-area monolayer flakes or thin films, is reported. The atomic films are continuous and uniform over a large area of 1 × 1 cm , comprising of primarily InSe monolayers. Spectroscopic and microscopic measurements reveal the highly crystalline nature of the synthesized InSe monolayers. The ion-gel-gated field-effect transistors based on CVD InSe monolayers exhibit n-type channel behaviors, where the field effect electron mobility values can be up to ≈30 cm V s along with an on/off current ratio, of >10 at room temperature. In addition, the graphene can serve as a protection layer to prevent the oxidation between InSe and the ambient environment. Meanwhile, the synthesized InSe films can be transferred to arbitrary substrates, enabling the possibility of reassembly of various 2D materials into vertically stacked heterostructures, prompting research efforts to probe its characteristics and applications.

Recent Progress in 2D Layered III–VI Semiconductors and their Heterostructures for Optoelectronic Device Applications

“…In addition, smaller exciton reduced mass makes InSe undergoing stronger quantum confinement effect than other III–VI members, resulting in good controllability on the bandgaps by the layer number . Rapid advances in preparing high quality mono‐ and few‐layer InSe nanosheets by mechanical exfoliation, liquid‐based exfoliation, PLD, chemical vapor deposition (CVD), etc., have paved the way for developing nano‐optoelectronic devices. For instance, Tamalampudi, etc., have demonstrated high performance photodetectors based on mechanical exfoliated few‐layer InSe on both rigid and flexible substrates .…”

Teknologi Material Maju : Prinsip Dasar dan Aspek Rekayasa

“…Nano-teknologi adalah topik yang sangat beragam, tetapi beberapa contoh terbaik dari R & D nanoscale yang ada daerah heterostruktur epitaxial untuk laser dioda dan LED yang dikembangkan oleh CVD. Banyak dari perangkat ini mengandung dua dimensi (2-D) Sumur kuantum atau superlattices terdiri dari lapisan epitaxial tegang yang tebal 1-10 nm.Contoh.Selain sumur kuantum, struktur laser seperti permukaan rongga vertikal memancarkan laser (VCSEL) berisi tumpukan cermin terdiri dari sejumlah besar lapisan dengan bahan semikonduktor yang Tebal biasanya 50-100 nm (162)(163)(164)(165). Ketebalan setiap lapisan seringkali harus dikontrol dengan presisi yang lebih baik dari 1 nm.Meskipun persyaratan ini perangkat dapat tumbuh secara rutin dengan relatif hasil tinggi dalam OMVPE tersetel dan terkalibrasi reactor (62; 113; 166; 167).…”

A Review CHEMICAL VAPOR DEPOSITION : PROCESS AND APPLICATION

“…Nano-teknologi adalah topik yang sangat beragam, tetapi beberapa contoh terbaik dari R & D nanoscale yang ada daerah heterostruktur epitaxial untuk laser dioda dan LED yang dikembangkan oleh CVD. Banyak dari perangkat ini mengandung dua dimensi (2-D) Sumur kuantum atau superlattices terdiri dari lapisan epitaxial tegang yang tebal 1-10 nm.Contoh.Selain sumur kuantum, struktur laser seperti permukaan rongga vertikal memancarkan laser (VCSEL) berisi tumpukan cermin terdiri dari sejumlah besar lapisan dengan bahan semikonduktor yang Tebal biasanya 50-100 nm (161)(162)(163)(164). Ketebalan setiap lapisan seringkali harus dikontrol dengan presisi yang lebih baik dari 1 nm.Meskipun persyaratan ini perangkat dapat tumbuh secara rutin dengan relatif hasil tinggi dalam OMVPE tersetel dan terkalibrasi reactor (62; 113; 165; 166).…”