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July 2020

TMDの相関的な高分解能イメージング – ラマン、SHG、PLによるMoS2薄片のイメージング

遷移金属ダイカルコゲナイド(TMD) に代表される2次元材料は、その独特な光学的および電子的特性により、ますます注目されています。それらの用途として、トランジスタ、光検出器、発光ダイオード(LED)、および太陽電池などの製造が考えられます。高品質のデバイスを製造するには、合成プロセスを効率的に評価する必要があります。このため、結晶特性や結晶粒界、層数、欠陥密度、ドーピング、ひずみ場などの特徴を非破壊で観察できるイメージング技術が必要となります。

この新しいアプリケーションノートでは、TMDの調査で利点が確認できるラマン、2次高調波(SHG) 、フォトルミネッセンス (PL) の複合測定での、CVD成長をさせた単層二硫化モリブデン(MoS2)の観察例を紹介します。すべての測定は、ラマンおよびPLイメージング用の532 nmレーザーとSHG励起用のピコ秒パルスレーザー1064 nmの両方を装備したWITec alpha300顕微鏡を用いて同視野の観察を行いました。 

結晶のひずみ場がラマンおよびPLによって可視化され、E2gラマンピークのピークシフト(左上の画像)とPLのピークシフト(左下の画像)の両方が同じ部分で長波長側へシフトしていました。 MoS2薄片の境界の周りのリム効果は、PL像(左下の画像)とA1gラマン像で明瞭に観察されました。(添付のアプリケーションノートを参照してください)

SHG 顕微鏡は、MoS2薄片の結晶方位と対称性に敏感であり、結晶粒界が可視化されます(右上の画像)。さらに偏光依存のSHG観察により、結晶方位を特定し、ひずみ場を画像化することができます。ここでは、励起光の偏光方向を回転させて、励起光と同じ偏光を持つSHG信号成分の強度測定を行いました。一連の偏光を自動化して、 MoS2薄片の3カ所で記録されました(右下の図)。測定された明確なポーラチャートは、異なるひずみのレベルを示しています。

ラマン、PL、およびSHGの相関イメージングは​​、試料に損傷を与えることなく、結晶粒界やひずみ場などの結晶構造の特徴をイメージングすることができ、単層のTMD結晶に対してより詳細で確実な情報を得ることができます。

画像とのリファレンスを含めた詳細については、download our 2-page application note on correlative high-resolution imaging of MoS2をダウンロードして下さい。

                                   






 

 

MoS2単層薄片のラマン、PL、SHGの複合イメージング。其々200nm/画素の分解能で観察。より詳しい内容については、添付のアプリケーションノートをダウンロードしてください。