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Nature materials v.17 no.6, 2018년, pp.535 - 542   SCI SCIE
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Vapour–liquid–solid growth of monolayer MoS2 nanoribbons

Li, Shisheng    (Centre for Advanced 2D Materials, National University of Singapore, Singapore, Singapore. Li.Shisheng@nims.go.jp   ); Lin, Yung-Chang    (Department of Physics, National University of Singapore, Singapore, Singapore. Li.Shisheng@nims.go.jp   ); Zhao, Wen    (International Center for Materials Nanoarchitectonics (WPI-MANA), National Institute for Materials Science (NIMS), Tsukuba, Japan. Li.Shisheng@nims.go.jp   ); Wu, Jing    (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Tsukuba, Japan   ); Wang, Zhuo    (Center for Multidimensional Carbon Materials, Institute for Basic Science, Ulsan, Republic of Korea   ); Hu, Zehua    (Institute of Materials Research and Engineering, Agency for Science, Technology and Research, Singapore, Singapore   ); Shen, Youde    (Centre for Advanced 2D Materials, National University of Singapore, Singapore, Singapore   ); Tang, Dai-Ming    (Department of Physics, National University of Singapore, Singapore, Singapore   ); Wang, Junyong    (International Collaborative Laboratory of 2D Materials for Optoelectronics Science and Technology, College of Optoelectronic Engineering, Shenzhe  ); Zhang, Qi   Zhu, Hai   Chu, Leiqiang   Zhao, Weijie   Liu, Chang   Sun, Zhipei   Taniguchi, Takaaki   Osada, Minoru   Chen, Wei   Xu, Qing-Hua   Wee, Andrew Thye Shen   Suenaga, Kazu   Ding, Feng   Eda, Goki  
  • 초록  

    Chemical vapour deposition of two-dimensional materials typically involves the conversion of vapour precursors to solid products in a vapour-solid-solid mode. Here, we report the vapour-liquid-solid growth of monolayer MoS2, yielding highly crystalline ribbons with a width of few tens to thousands of nanometres. This vapour-liquid-solid growth is triggered by the reaction between MoO3 and NaCl, which results in the formation of molten Na-Mo-O droplets. These droplets mediate the growth of MoS2 ribbons in the 'crawling mode' when saturated with sulfur. The locally well-defined orientations of the ribbons reveal the regular horizontal motion of the droplets during growth. Using atomic-resolution scanning transmission electron microscopy and second harmonic generation microscopy, we show that the ribbons are grown homoepitaxially on monolayer MoS2 with predominantly 2H-or 3R-type stacking. Our findings highlight the prospects for the controlled growth of atomically thin nano-structure arrays for nanoelectronic devices and the development of unique mixed-dimensional structures.


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