Anisotropic strain in epitaxial single-layer molybdenum disulfide on Ag(110)
Source abstract
Abstract
In this work we prove that ordered single-layer MoS2 can be grown epitaxially on Ag(110), despite the different crystalline geometry of adsorbate and substrate. A comprehensive investigation of electronic and structural features of this interface is carried out by combining several techniques. Photoelectron diffraction experiments show that only two mirror crystalline domains coexist in equal amount in the grown layer. Angle-resolved valence band photoelectron spectroscopy shows that MoS2 undergoes a semiconductor-to-metal transition. Low-energy electron diffraction and scanning-tunneling microscopy experiments reveal the formation of a commensurate moiré superlattice at the interface, which implies an anisotropic uniaxial strain of the MoS2 crystalline lattice of ca. 3% in the [11̄0] direction of the Ag(110) surface. These outcomes suggest that the epitaxial growth on anisotropic substrates might be an effective and scalable method to generate a controlled and homogeneous strain in MoS2 and possibly other transition-metal dichalcogenides.
Source: europepmc · Quality: candidate unverified · Source record ↗
Research context
OpenAlex topics: 2D Materials and Applications · Graphene research and applications · MXene and MAX Phase Materials
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Department of Physics, University of Trieste, via Valerio 2, 34127 Trieste, Italy
Elettra Sincrotrone Trieste, Strada Statale 14 km. 163.5 in AREA Science Park, 34149 Trieste, Italy
Department of Physics and Astronomy, Interdisciplinary Nanoscience Center (iNANO), Aarhus University, Ny Munkegade 120, 8000 Aarhus C, Denmark
IOM-CNR, Laboratorio TASC, AREA Science Park, Strada Statale 14, km. 163.5, 34149 Trieste, Italy
Funding
Villum Fonden
References (71)
Show source-provided references
1. Geim · Nature · 2013 · 499 · 41910.1038/nature12385 ↗
2. Novoselov · Science · 2016 · 353 · aac943910.1126/science.aac9439 ↗
3. Liang · Adv. Mater. · 2020 · 32 · 190380010.1002/adma.201903800 ↗
4. Mak · Nat. Nanotechnol. · 2018 · 13 · 97410.1038/s41565-018-0301-1 ↗
5. Chhowalla · Nat. Chem. · 2013 · 5 · 26310.1038/nchem.1589 ↗
6. Mak · Phys. Rev. Lett. · 2010 · 105 · 13680510.1103/PhysRevLett.105.136805 ↗
7. Mak · Science · 2014 · 344 · 148910.1126/science.1250140 ↗
8. He · Nano Lett. · 2013 · 13 · 293110.1021/nl4013166 ↗
9. Zeng · Nat. Nanotechnol. · 2012 · 7 · 49010.1038/nnano.2012.95 ↗
10. Guinea · Nat. Phys. · 2010 · 6 · 3010.1038/nphys1420 ↗
11. Casarin · J. Phys. Chem. C · 2014 · 118 · 624210.1021/jp411582a ↗
12. Locatelli · ACS Nano · 2013 · 7 · 695510.1021/nn402178u ↗
13. Wofford · Nano Lett. · 2010 · 10 · 489010.1021/nl102788f ↗
14. Monazami · Nano Lett. · 2015 · 15 · 742110.1021/acs.nanolett.5b02851 ↗
15. Lloyd · Nano Lett. · 2016 · 16 · 583610.1021/acs.nanolett.6b02615 ↗
16. Li · Nanoscale · 2015 · 7 · 1538510.1039/C5NR04505C ↗
17. Xie · Science · 2018 · 359 · 113110.1126/science.aao5360 ↗
18. Guo · J. Phys. Chem. C · 2014 · 118 · 724210.1021/jp501734s ↗
19. Zhao · ACS Nano · 2018 · 12 · 194010.1021/acsnano.7b09029 ↗
20. Roldán · J. Phys.: Condens. Matter · 2015 · 27 · 313201
21. Yu · Nat. Commun. · 2014 · 5 · 387610.1038/ncomms4876 ↗
22. Ghorbani-Asl · Sci. Rep. · 2013 · 3 · 269110.1038/srep02961 ↗
23. Wei · Phys. Chem. Chem. Phys. · 2016 · 19 · 66310.1039/C6CP07823K ↗
24. Conley · Nano Lett. · 2013 · 13 · 362610.1021/nl4014748 ↗
25. Niehues · Nanoscale · 2019 · 11 · 1278810.1039/C9NR03332G ↗
26. Zheng · Nanoscale · 2021 · 13 · 1408110.1039/D1NR02014E ↗
27. Martella · Adv. Mater. · 2018 · 30 · 170561510.1002/adma.201705615 ↗
28. Martella · Adv. Mater. · 2017 · 29 · 160578510.1002/adma.201605785 ↗
29. Martella · Nano Res. · 2019 · 12 · 185110.1007/s12274-019-2446-0 ↗
30. Zhu · Nanoscale · 2018 · 10 · 2068910.1039/C8NR06269B ↗
31. Sun · Nanoscale · 2019 · 11 · 2243210.1039/C9NR07599B ↗
32. Ryu · Chem. Commun. · 2019 · 55 · 1149810.1039/C9CC04919C ↗
33. Choi · Adv. Mater. · 2021 · 33 · 200660110.1002/adma.202006601 ↗
34. Šrut · Carbon · 2013 · 56 · 19310.1016/j.carbon.2013.01.026 ↗
35. Vinogradov · Phys. Rev. Lett. · 2012 · 109 · 02610110.1103/PhysRevLett.109.026101 ↗
36. Vinogradov · Langmuir · 2012 · 28 · 177510.1021/la2035642 ↗
37. Hu · Phys. Rev. Lett. · 2018 · 121 · 18640310.1103/PhysRevLett.121.186403 ↗
38. Shi · Nano Lett. · 2012 · 12 · 278410.1021/nl204562j ↗
39. Miwa · ACS Nano · 2015 · 9 · 650210.1021/acsnano.5b02345 ↗
40. Hall · 2D Mater. · 2018 · 5 · 02500510.1088/2053-1583/aaa1c5 ↗
41. Loi · J. Phys. Chem. C · 2020 · 124 · 2088910.1021/acs.jpcc.0c05037 ↗
42. Zhang · 2D Mater. · 2017 · 4 · 02502910.1088/2053-1583/aa5b01 ↗
43. Dumcenco · 2D Mater. · 2015 · 2 · 04400510.1088/2053-1583/2/4/044005 ↗
44. Preobrajenski · Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. · 2008 · 78 · 07340110.1103/PhysRevB.78.073401 ↗
45. Bana · 2D Mater. · 2018 · 5 · 03501210.1088/2053-1583/aabb74 ↗
46. Eickholt · Phys. Rev. Lett. · 2018 · 121 · 13640210.1103/PhysRevLett.121.136402 ↗
47. Beyer · Phys. Rev. Lett. · 2019 · 123 · 23680210.1103/PhysRevLett.123.236802 ↗
48. Majchrzak · J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. · 2021 · 250 · 14709310.1016/j.elspec.2021.147093 ↗
49. Volckaert · Phys. Rev. B · 2019 · 100 · 24140610.1103/PhysRevB.100.241406 ↗
50. Rostami · Phys. Rev. B · 2019 · 100 · 23542310.1103/PhysRevB.100.235423 ↗
51. Kamber · Phys. Rev. B · 2021 · 103 · 11541410.1103/PhysRevB.103.115414 ↗
52. Farmanbar · Phys. Rev. B · 2016 · 93 · 08530410.1103/PhysRevB.93.085304 ↗
53. Baraldi · Surf. Sci. Rep. · 2003 · 49 · 16910.1016/S0167-5729(03)00013-X ↗
54. Doniach · J. Phys. C: Solid State Phys. · 1970 · 3 · 28510.1088/0022-3719/3/2/010 ↗
55. Garcìa de Abajo · Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. · 2001 · 63 · 07540410.1103/PhysRevB.63.075404 ↗
56. Woodruff · Surf. Sci. Rep. · 2007 · 62 · 110.1016/j.surfrep.2006.10.001 ↗
57. Pendry · J. Phys. C: Solid State Phys. · 1980 · 13 · 93710.1088/0022-3719/13/5/024 ↗
58. Nečas · Cent. Eur. J. Phys. · 2012 · 10 · 181
59. Hoffmann · Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A · 2004 · 523 · 44110.1016/j.nima.2004.01.039 ↗
60. Loukya · J. Cryst. Growth · 2011 · 329 · 2010.1016/j.jcrysgro.2011.06.044 ↗
61. Koster · Appl. Phys. Lett. · 1999 · 74 · 372910.1063/1.123235 ↗
62. Bignardi · Phys. Rev. Mater. · 2019 · 3 · 01400310.1103/PhysRevMaterials.3.014003 ↗
63. Dendzik · Phys. Rev. B · 2017 · 96 · 23544010.1103/PhysRevB.96.235440 ↗
64. Holinski · Wear · 1972 · 19 · 32910.1016/0043-1648(72)90124-X ↗
65. Bignardi · 2D Mater. · 2017 · 4 · 02510610.1088/2053-1583/aa702c ↗
66. Arnold · 2D Mater. · 2018 · 5 · 04500910.1088/2053-1583/aad0c8 ↗
67. Grønborg · Langmuir · 2015 · 31 · 970010.1021/acs.langmuir.5b02533 ↗
68. Kou · Nanoscale · 2014 · 6 · 515610.1039/C3NR06670C ↗
69. Khan · Phys. Chem. Chem. Phys. · 2017 · 19 · 1473810.1039/C7CP02513K ↗
70. Blundo · Adv. Mater. Interfaces · 2020 · 7 · 200062110.1002/admi.202000621 ↗
71. Mennucci · Adv. Opt. Mater. · 2021 · 9 · 200140810.1002/adom.202001408 ↗