二维文件的面内-面外(wai)联𝓀(lian)动(dong)处(chu)理(li)计划(hua) | 掠入射x射线衍射阐🐎发单层和(he)超(chao)薄WS2薄膜（XRD）

布(bu)鲁克X射线部分 孟(meng)璐

先容

透气膜元器的(de)效果高速靠于其格局(ju)特色。Xx电子技(ji)术束衍(yan)射(she)（XRD）和(he)xx电子技(ji)术束反射(she)性法（XRR）是专题会透气膜的(de)高质量验(yan)测手工艺。验(yan)测旌旗(ꦐqi)灯号症状了格局(ju)特色，如(ru)膜层它(ta)的(de)厚(hou)度(du)、界(jie)面显示粗拙(zhuo)度(du)和(he)电子技(ji)术密度(du)计算，和(he)亚(ya)纳米级要求(qiu)的(de)晶胞(bao)特色。

当聚酰亚(ya)胺膜薄厚(hou)(hou)在三层规模较内时，操(cao)作(zuo)试 室(shi)xX射(she)(she)线衍射(she)(she)仪讨(tao)论(lun)这一些(xie)聚酰亚(ya)胺膜格(ge)外必备挑(tiao)衅性，需用操(cao)作(zuo)掠入射(she)(she)手艺从聚酰亚(ya)胺膜中(zhong)要(yao)先(xian)拿到旌旗灯(deng)号。WS2是下一带二(er)维智能电(dian)(dian)子元器件(jian)中(zhong)很有(you)前(qian)程的(de)待选(xuan)者。其高载(zai)流子迁(qian)徙率和(he)与薄厚(hou)(hou)相干的(de)♔光电(dian)(dian)器件(jian)带隙使其配伍于(yu)氯化(hua)钠晶体(ti)(ti)管和(he)另一个半导体(ti)(ti)行业操(cao)作(zuo)。

WS2也是光伏操(cao)控的(de)合(he)适基本资料，担♓(dan)心为WS2的(de)日系(xi)能电瓶(ping)具备较优好(hao)日系(xi)能互转(zhuan)带隙，要能达(da)成高权利。吃妻上瘾(yin)薄(bo)(bo)型WS2bopp薄(bo)(bo)膜的(de)料厚和分布机器是达(da)成其药用价(jia)值的(de)关头。

在本(ben)调控通知单中，由(you)于XRR和(he)XRD定性分析(xi)，😼研究(jiu)了(le)共面和(he)非共面掠入射(she)什么造型在线下(xia)单层（single monolayer🍷）和(he)十层（10 monolayers）俩个薄型WS2膜。

试过要点

数据(ju)资(zi)料收罗操控D8 DISCOVER PlusTM衍(yan)射(she)(she)仪（图1），备(bei)有成就线(xian)电(dian)压为(wei)(wei)40 kV和(he)40 mA的铜(tong)靶。该安装(zhuang)系统配置快速设置辅助装(zhuang)备(bei)陈设为(wei)(wei)聚交格贝(bei)尔镜(jing)、后面欧拉(la)环和(he)LYNXEYE XE-T试探(tan)器(qi)（0D）。在面内掠入射(she)(she)衍(yan)射(she)(she)（IP-GID）测(ce)量中，在主、次(ci)激光(guang)束(shu)经由上分别容忍了心轴索拉(la)（Soller）。Soller的方(fang)向打(da)压度(du)为(wei)(wei)0.5，准(zhun)许高散射(she)(she)率和(he)公正无私的分辩(bian)率，使想(xiang)一想(xiang)很(hen)是(shi)适(shi)用测(ce)量弱散射(she)(she)旌旗灯号。XRR测(ce)量在光(guang)管和(he)试探(tan)器(qi)的两(liang)边操作0.2 mm狭缝停机，以抵(di)达所必需的方(fang)向꧃分辩(b▨ian)率。

▲Figure 1  Instrumental setup for non-♉coplan🍸ar diffraction experiment

本专(zhuan)题研讨(tao)手(shou)机(ji)查(cha)询(xun)交谈了(le)多个样本量(liang)。在蓝红(hong)宝石(shi)衬底上(shang)由(you)一层(ceng)（sample #1）和要挟上(shang♏)的10层(ceng)（sample #2）WS2购成。离(li)别时(shi)侧量(liang)XRR、GID和IP-GID。

对IP-GID测量(liang)(liang)，sample #1的(de)2θ投(tou)(tou)资人(ren)数(shu)为25°-160°💧，sample #2的(de)为10°-130🥀°。每步(bu)的(de)测量(liang)(liang)是约(yue)为100秒，是以总(zong)测量(liang)(liang)是约(yue)为17时间。GID测量(liang)(liang)在5°-130°2θ投(tou)(tou)资人(ren)数(shu)内终(zhong)止，每一(yi)项个角步(bu)积(ji)分(fen)规(gui)则50秒，总(zong)仗量(liang)(liang)时期约(yue)为9半(ban)小(xiao)时。所以，产自(zi)WS2膜的(de)GID旌旗(qi)灯号只(zhi)在sample #2中(zhong)查看到。

为(wei)了(le)让(rang)提供WS膜的(de)它的(de)厚度，开始了(le)XRR精(🐻jing)确(que)测(ce)(ce)量(liang)(liang)。对10层(ceng)膜（sample #2），在(zai)121分钟内精(jing)确(que)测(ce)(ce)量(liang)(liang)了(le)0°- 15°的(de)2θ人数，步长为(wei)0.01°。对sample #1，XRR斜(xie)率2θ延升检验到30°。对俩个(ge)样板，除精(jing)确(que)测(ce🙈)(ce)量(liang)(liang)漫射散射环境外，还精(jing)确(que)测(ce)(ce)量(liang)(liang)了(le)真(zhen)实的(de)磨(mo)砂XRR旌旗灯号。图3和图4描定了(le)各的(de)精(jing)确(que)测(ce)(ce)量(liang)(liang)功用。

的功效和会商

它(ta)是(shi)经过了进程(cheng)操作DIFFRAC.TOPAS止(zhi)住全(quan)剖面曲(qu)线(xian)线(xian)性拟(ni)合(he)来阐发双(shuang)层结ও构的IP-GID测(ce)量(liang)。营养价值下图2下图：进行c轴为(wei)零的办公(gong)空(kong)间群P63/mmc二相摹拟(ni)WS2双(shuang)层结构。不考察到（00l）条件反射重量(liang)，曲(qu)线(xian)线(xian)性拟(ni)合(he)可要面内晶格常数为(wei)（a = 3.149 Å）。

▲Figure 2 IP-GID measurement of the WS2 mon🅺olaye▨r along with DIFFRAC-TOPAS full profile fit

另一，GID几多分布(bu)中不其余(yu)光反射（这里未显示）表明了(le)层(ceng)的(de)(de)c轴欠缺，是以(yi)WS2双层(ceng)结构(gou)的(de)(de)条状(zhuang)(zhuang)的(de)(de)形状(zhuang)(zhuang)。൩经过的(de)(de)时候XRR精确测量阐(chan)发（图(tu)3），获取了(le)~3.4 Å的(de)(de)透明膜规格。要阐(chan)述长自由振荡(dang)，肯定在模板里加(jia)入(ru)一电子为(wei)了(le)满足电子时代发展的(de)(de)需求(qiu)，溶解度较低的(de)(de)薄层(ceng)。

▲Figure 3 Analysis of XRR data from a single monolayer WS2 using DIFFRA💞C.X❀RR

对检(jian)样(yang)#2，XRR🍸侧(ce)量(liang)阐发(fa)（图4）出现，WS膜(mo)的机(ji)的薄(bo)厚约为169.7 Å。与WS双(shuang)层那样(yang)，在衬底处发(fa)了(le)解是一个(ge)電子相对密度越(yue)来越(yue)低的地(di)域。如若不线(xian)性曲(qu)线(xian)拟合这样(yang)的额定负(fu)载的地(di)域，两个(ge)侧(ce)量(🌠liang)的XRR弧(hu)度都是不能挺(ting)好地(di)线(xian)性曲(qu)线(xian)拟合。

▲Figure 4 XRR analysis of sample#2 (nominal 🦄10 mon🎃olayers of WS2) using DIFFRAC.XRR

GID仗量(liang)的Pawley线性拟合（图5）供求关系了a=3.084 Å和(he)c=12.830 Å的晶格常(chang)数，然(ran)而~170 Å的宽度(du)将(jiang)各(ge)自(zi)约莫13层(ceng)WS2。仗量(lia𓆏ng)副(fu)作(zuo)用(yong)显(xian)示（002）、（004）和(he)（006）有(you)倾向(xiang)性旌旗灯号，标示WS2贴(tie)膜（001）轴斜面于外表面遵循(xun)强(qiang)倾向(xiang)。

▲Figure 5 Paಞw🐠ley fit of the GID measurement from sample #2 using DIFFRAC.TOPAS.

IP-GID侧量的(de)(de)阐发（见(jian)图6）一致的(de)(de)：（002）峰(feng)(feng)满(man)足很是(🐎shi)低(di)的(de)(de)強(qiang)度(du)，之外峰(feng)(feng)算是(shi)垂线于（001）的(de)(de)差(cha)距晶(jing)格(ge)面(mian)，标注多晶(jing)WS2膜不(bu)(bu)或少许有面(mian)内(nei)定向倾(qing)向。立式于表(biao)面(mian)的(de)(de)晶(jing)格(ge)常数比平行面(mian)于表(biao)面(mian)的(de)(de)晶(jing)格(ge)常数大，这标上胶片外来源(yuan)于拉伸弹(dan)簧应力(li)应变。并且，担心只三个宽(kuan)峰(feng)(feng)不(bu)(bu)了(le)与WS2的(de)(de)六方(fang)晶(jing)系(xi)的(de)(de)成批(pi)hkl相(xiang)拟合，是(shi)以不(bu)(bu)可止(zhi)住(zhu)根(gen)据体的(de)(de)阐发。

▲Figure 6 Pawley fit of the IP-GID measurement from 🎃sample#2 using DIFFRAC.TOPA💙S

归结为与个人总结

本恳请统(tong)计(ji)统(tong)计(ji)了调(diao)控D8 DISCOVER Plus衍射仪对蓝黄宝(bao💧)石衬(chen)底上拥有超溥WS2聚酰(xian)亚(ya)胺膜(mo)的好几个市(shi)售样板的研讨会总结(jie)。收罗XRR、GID和(he)IP-GID是(shi)多少数💦(shu)据报告(gao)，并调(diao)控DIFFRAC.XRR XRR 和(he)DIFFRAC.TOPAS停(ting)掉阐发。

1）对(dui)sample#1，GID和IP-GID动态数(shu)据(ju)显示(shi)根本存有单(dan)独(du)某个二维WS2胶片(pian)。晶格✤(ge)运(yun)作为a=3.149 Å，由XRR动态数(shu)据(ju)显示(ꦯshi)达到板厚为3.4 Å。从(cong)WS2编(bian)织成单(dan)层中达到清(qing)除的旌旗(qi)灯号得知了IP-GID在胶片(pian)阐发中的超(chao)卓激活能。

2）🔯对sample#2，XRR数据显示(shi)阐发凸显膜壁厚为169.7 Å，相对于13层双(shuang)层结构，c= 12.830 Å。从GID和(he)(he)IP-GID数据库中，发清晰较着的(de)维持价值取向/织构，其(qi)c轴维持于表(biao)(biao)皮。抛物线于表(biao)(biao)皮和(he)(he)维持于表(biao)(biao)皮的(de)各向同性恋者(zhe)晶格性能(neng)表💟(biao)(biao)明透气膜保持拉长应变速率作用下(xia)。

调控提供

对编(bian)织(zhi)成🌜(cheng)(cheng)单(dan)(dan)面单(dan)(dan)晶(jing)硅(gui)体塑料膜，IP-GID这样(yang)具有不容轻忽的重要性。编(bian)织(zhi)成(cheng)(cheng)单(dan)(dan)面/双层以上单(dan)(dan)晶(jing)硅(gui)体面内检(jian)查浓度远快与多(duo)晶(jing)合(he)格品，实现中控制D8 DISCOVER Plus衍射仪(yi)一(yi)(yi)个扫(sao)一(yi)(yi)扫(sao)约十多(duo)秒(miao)便可(ke)达成(cheng)(cheng)。倡(chang)导2D資料联系使用IP-GID作为构(gou)造分析方法体例停止(zhi)工作个人(ren)信息构(gou)造声明。

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