有機化學液相堆積(CVD)方式制取出的二維銜接金屬硫化物(TMDCs)的轉移方式有兩大類，一類是有機化學離子注入媒介法，該方式實際操作簡易，但離子注入會比較嚴重衰退樣品的質量，促使其電子密度明顯減少;另一類是物理學轉移媒介法，該方式不用離子注入，可是生長全過程的高溫自然環境促使襯底和樣品觸碰更強，阻攔了該方式的應用推廣。因而，找尋一種高質量轉移的方式針對TMDCs原材料的運用發展趨勢是十分關鍵的。

近日，清華大學化學系焦麗穎等設計方案了一種水溶轉移媒介，該媒介有PVP和PVA二種高聚物構成，能夠完成CVD TMDCs原材料的高質量轉移和層疊。該方式能夠用以多種多樣襯底的轉移，而且能夠大批量反復轉移，確保樣品的原有特性不被衰退。根據試驗認證，該方式一樣適用別的CVD 生長的二維材料的轉移和層疊，而且能夠確保原材料的原來品質，針對基礎研究和具體運用都具備很高使用價值的適用范圍。

【轉移基本原理介紹】

這類媒介由PVP和PVA二種高聚物構成，頂層的PVP塑料薄膜以其較強的黏附力和優良的濕潤工作能力，做為黏附層，保證和二維TMDCs原材料有適合的觸碰。為了更好地提高最底層的濕潤工作能力，創作者又提升了一個NVP單個，其表面和二維TMDCs原材料在PVP水溶液中的表面貼近。另外，PVA塑料薄膜做為適用層，固定不動 PVP的樣子。這二種高聚物的融合確保了媒介-樣品的強觸碰和媒介合理的抗壓強度，二者對將CVD TMDCs原材料從生長襯底上脫離是尤為重要的。因為，這二種高聚物均為水溶的，轉移全過程簡易可反復，而且對樣品原來特性沒有危害。

【文圖分析】

圖1 CVD生長的MoS2的轉移：(a)運用水溶兩層高聚物轉移CVD MoS2的步驟平面圖;(b，c)CVD MoS2樣品轉移前后左右的電子光學顯微鏡成像和AFM成像(插畫圖片)，插畫圖片比例尺精度：2μm;(d)轉移到多孔結構碳網格圖上的MoS2片狀的TEM成像，插畫圖片為該樣品的高辨別TEM成像，比例尺精度為：2μm;(e，f)d圖部位1和部位2的挑選地區電子衍射(SAED)圖象。

圖2 轉移后的單面MoS2的定性分析：(a，b)CVD MoS2轉移前后左右的拉曼光譜投射成像;(c，d)MoS2轉移前后左右的典型性拉曼光譜分析和光致發光(PL)光譜儀;(e)真空下，由PVP PVA媒介轉移的 MoS2片狀制取的FET的輸運曲線圖，從下高于一切，偏壓各自為1，10，100，500和100mV，插畫圖片為元器件的光學圖像;(f)各自由PVP PVA 媒介轉移(紅色方塊)和由PMMA媒介轉移(藍色方塊)的MoS2-FET的電子密度和電源開關比的較為，從圖上，很顯著地看得出，由PVP PVA媒介轉移的 MoS2的電子密度超過由PMMA媒介轉移的MoS2的樣品，表明PVP PVA媒介在轉移全過程對MoS2的原來品質危害不大。

圖3 在不一樣襯底上的不一樣CVD生長的二維材料的轉移：(a，b)CVD生長的1L MoxWyS2樣品轉移前后左右的電子光學成像;(c，d)CVD生長的MoS2/WS2異質結轉移前后左右的電子光學成像;(e，f)CVD生長的MoS2片狀在Au/Si襯底和PMMA塑料薄膜上的轉移。

【匯總】

焦麗穎等設計方案的由二種高聚物構成的兩層水溶媒介，能夠完成CVD生長的二維TMDCs原材料的高質量轉移和層疊。媒介-樣品的強觸碰和媒介的水溶可以使CVD生長的二維TMDCs原材料較為非常容易和簡約地完成物理學轉移。此項工作中促進了二維TMDCs原材料在光學和電子器件行業的運用發展趨勢。

【備注名稱】

該科研成果最近發布在ACS Nano (IF:12.881) 上，參考文獻連接：Universal Transfer and Stacking of Chemical Vapor Deposition Grown Two-Dimensional Atomic Layers with Water-Soluble Polymer Mediator (DOI: 10.1021/acsnano.6b00961)

來源于：材料牛