Coplanar semiconductor–metal circuitry defined on few-layer MoTe2 via polymorphic heteroepitaxy

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作者
Ji Ho Sung,Hoseok Heo,Saerom Si,Yong Hyeon Kim,Hyeong Rae Noh,Kyung Song,Juho Kim,Chang‐Soo Lee,Seung‐Young Seo,Dong‐Hwi Kim,Hyoung Kug Kim,Han Woong Yeom,Tae-Hwan Kim,Si‐Young Choi,Jun Sung Kim,Moon‐Ho Jo
出处
期刊:Nature Nanotechnology [Nature Portfolio]
卷期号:12 (11): 1064-1070 被引量:248
标识
DOI:10.1038/nnano.2017.161
摘要

Crystal polymorphism selectively stabilizes the electronic phase of atomically thin transition-metal dichalcogenides (TMDCs) as metallic or semiconducting, suggesting the potential to integrate these polymorphs as circuit components in two-dimensional electronic circuitry. Developing a selective and sequential growth strategy for such two-dimensional polymorphs in the vapour phase is a critical step in this endeavour. Here, we report on the polymorphic integration of distinct metallic (1T′) and semiconducting (2H) MoTe2 crystals within the same atomic planes by heteroepitaxy. The realized polymorphic coplanar contact is atomically coherent, and its barrier potential is spatially tight-confined over a length of only a few nanometres, with a lowest contact barrier height of ∼25 meV. We also demonstrate the generality of our synthetic integration approach for other TMDC polymorph films with large areas. Sequential heteroepitaxy of transition-metal dichalcogenide polymorphs with different electronic properties is used to build coplanar ultrathin circuitry with atomic-scale precision.
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