2008年石墨烯的發(fā)現(xiàn)掀起了二維材料研究的熱潮，2011年高性能單層二硫化鉬晶體管的制備掀起了二維半導體材料研究熱潮，大家開始對二維材料有了更多的期待。隨后幾年，很多基于二硫化鉬的經(jīng)典文章發(fā)表出來，它們構建了現(xiàn)有二維半導體材料的基礎的理論和實驗體系。說這么多是因為這次要和大家介紹的這篇文章年代略久遠，發(fā)表于2012年，文章研究的核心點是利用激光減薄多層二硫化鉬制備單層樣品。

圖1 機械剝離二硫化鉬樣品激光處理前后的顯微鏡圖以及AFM表征

文章所用的激光光源為Renishaw in via RM 2000拉曼光譜儀，激光波長514 nm。當激光功率為10 mW，掃描步進為400 nm，曝光時間為0.1 s時可以實現(xiàn)對20層及以下的二硫化鉬進行減薄至單層，且Z-掃描比光柵掃描得到的樣品更為均勻，效果更好。

圖2 不同層MoS2樣品拉曼表征結果比較

圖3 不同層MoS2樣品PL表征結果比較

激光加工的單層MoS2樣品的拉曼峰值差要略大于機械剝離的單層MoS2樣品，這是因為激光加工會在MoS2樣品表面存在一些樣品殘留，激光加工樣品的AFM測試的粗糙度更高也是這個原因。不知道能否通過一些清洗or其他的程序得到改善。此外，拉曼加工的速度可以達到8 μm2/min。

圖4 機械剝離與激光加工單層MoS2晶體管性能對比

制備的晶體管性能幾乎一致，開關比在103左右，用來驗證激光加工的單層MoS2樣品質(zhì)量和機械剝離的差距不大。這里器件開關比差的原因主要是因為沒有優(yōu)化接觸，且柵電壓掃描范圍小。這種情況下機械剝離制備的單層MoS2晶體管性能處于比較差的水平，我認為是比較難看出激光加工出的MoS2樣品的實際質(zhì)量，就很難準確判斷和機械剝離樣品之間的差距。

圖5 激光功率對減薄的影響

從實驗中我們可以看到，激光功率的變化對應于二硫化鉬層數(shù)的變化是非線性的，至少這個實驗下是這樣的結果。也就是激光功率在10-17 mW之間，都可以實現(xiàn)多層MoS2樣品的減薄，選功率小的是減少損傷；激光功率大于17 mW，二硫化鉬樣品將會被激光直接切割。激光功率<10 mW的情況沒有做特別的說明，筆者也沒有搜集更多的資料，感興趣的小伙伴可以去查看下其他引用文獻的相關成果。

審核編輯：劉清