Synthese van enkellaags overgangsmetaaldichalcogeniden door ionenimplantatie. (SIMPLANT)

Het SIMPLANT-voorstel behandelt punt 1 van de topicbeschrijvingen van de Graphene JTC-gebieden, namelijk "Synthese en karakterisering van gelaagde materialen (LMs) buiten graphene". We stellen een nieuwe, grootschalige methode voor, gebaseerd op ionenimplantatie, voor de gecontroleerde synthese van enkellaags overgangsmetaaldichalcogeniden (TMDC's) met de algemene formule MX2, waarbij M het overgangsmetaal en X het chalcogenelement is. Ionenimplantatie is een zeer reproduceerbare verwerkingsmethode die op grote schaal wordt gebruikt in de micro-industrie.

Het doel van dit project is om een grootschalige techniek te ontwikkelen voor de uniforme synthese van TMDC's (MoS2 en / of WS2) met een gecontroleerd aantal eenheidslagen, met behulp van ionenimplantatie gevolgd door een geschikt thermisch uitgloeien bij hoge temperatuur. Gedetailleerde karakteriseringen van de TMDC-lagen na ionenimplantatie en uitgloeiing zullen worden uitgevoerd, met behulp van zowel in situ als ex situ karakteriseringstechnieken. Deze omvatten Raman-spectroscopie, hoek-opgeloste foto-elektronspectroscopie (ARPES), röntgenfoto-elektronenspectroscopie (XPS), fotoluminescentie (PL), aberratie-gecorrigeerde hoge resolutie transmissie-elektronenmicroscopie (HR-TEM), scanning tunnellingmicroscopie en spectroscopie, transportmetingen (veld-effect drager-mobiliteit geëxtraheerd uit transistorkarakteristieken) en fotodetectie (responsiviteit) metingen, naast andere standaard karakteriseringstechnieken. De Vlaamse partners zijn meestal verantwoordelijk voor de eerste fabricagestappen, namelijk de groei van metaaldunfilm en ionenimplantatie; ze zullen in mindere mate bij de volgende verwerkingsstappen betrokken zijn (thermisch uitgloeien en fabricage van het apparaat). Ze zullen ook verantwoordelijk zijn voor de scanning tunneling en op microscopie gebaseerde karakterisering.