journal article·2025

Metal-organic chemical vapour deposition of van der Waals 2D chalcogenides and heterostructures: a review

Yunjung Cho, Wonchan Lee, Inbae Song, Kangpyo Cho, Jihwan Jeon, Nasir Ali, Seunguk Song

Nanoscale· Volume 17· Issue 39
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Abstract

This review highlights recent progress in metal-organic chemical vapour deposition of wafer-scale 2D chalcogenides and future guidelines. Key topics include precursor chemistry, growth mechanisms, epitaxy, heterostructures, and doping strategies.
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Source: crossref · Quality: short

Research context

OpenAlex topics: 2D Materials and Applications · MXene and MAX Phase Materials · Quantum Dots Synthesis And Properties

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Energy Science, Sungkyunkwan University (SKKU), Suwon 16419, Republic of Korea

Center for 2D Quantum Heterostructures, Institute for Basic Science (IBS), Sungkyunkwan University (SKKU), Suwon 16419, Republic of Korea

Funding

National Research Foundation of Korea · Institute for Basic Science

References (100+)

Show source-provided references
1. Kang · Nature · 2015 · 520 · 65610.1038/nature14417 ↗
2. Chhowalla · Nat. Chem. · 2013 · 5 · 26310.1038/nchem.1589 ↗
3. Wang · Nat. Nanotechnol. · 2012 · 7 · 69910.1038/nnano.2012.193 ↗
4. Liu · Nat. Nanotechnol. · 2024 · 19 · 90710.1038/s41565-024-01704-3 ↗
5. Mak · Phys. Rev. Lett. · 2010 · 105 · 13680510.1103/PhysRevLett.105.136805 ↗
6. Robert · Nat. Commun. · 2021 · 12 · 545510.1038/s41467-021-25747-5 ↗
7. Keum · Nat. Phys. · 2015 · 11 · 48210.1038/nphys3314 ↗
8. Wang · Natl. Sci. Rev. · 2022 · 9 · nwac07710.1093/nsr/nwac077 ↗
9. Liu · Nature · 2022 · 605 · 6910.1038/s41586-022-04523-5 ↗
10. Qin · Science · 2024 · 385 · 9910.1126/science.ado6038 ↗
11. Kim · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2019 · 11 · 1261310.1021/acsami.8b20714 ↗
12. Luo · Nanoscale Horiz. · 2019 · 4 · 2610.1039/C8NH00150B ↗
13. Yoo · Nanomaterials · 2021 · 11 · 83210.3390/nano11040832 ↗
14. Gong · Nat. Mater. · 2014 · 13 · 113510.1038/nmat4091 ↗
15. Geim · Nature · 2013 · 499 · 41910.1038/nature12385 ↗
16. Tran · Nature · 2019 · 567 · 7110.1038/s41586-019-0975-z ↗
17. Sarkar · Nature · 2015 · 526 · 9110.1038/nature15387 ↗
18. He · Nat. Nanotechnol. · 2015 · 10 · 49710.1038/nnano.2015.75 ↗
19. Sangwan · Nature · 2018 · 554 · 50010.1038/nature25747 ↗
20. Jin · Nat. Nanotechnol. · 2021 · 16 · 109210.1038/s41565-021-00942-z ↗
21. Lee · Chem. Mater. · 2020 · 32 · 508410.1021/acs.chemmater.0c00949 ↗
22. C.Fenouillet-Beranger , B.Mathieu , B.Previtali , M. P.Samson , N.Rambal , V.Benevent , S.Kerdiles , J. P.Barnes , D.Barge , P.Besson , R.Kachtouli , M.Cassé , X.Garros , A.Laurent , F.Nemouchi , K.Huet , I.Toqué-Trésonne , D.Lafond , H.Dansas , F.Aussenac , G.Druais , P.Perreau , E.Richard , S.Chhun , E.Petitprez , N.Guillot , F.Deprat , L.Pasini , L.Brunet , V.Lu , C.Reita , P.Batude and M.Vinet , New insights on bottom layer thermal stability and laser annealing promises for high performance 3D VLSI, IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM) , San Francisco, CA, USA , 2014 , pp. 27.5.1–27.5.4
23. Fenouillet-Beranger · Solid-State Electron. · 2015 · 113 · 210.1016/j.sse.2015.05.005 ↗
24. Song · Matter · 2023 · 6 · 348310.1016/j.matt.2023.07.012 ↗
25. Kim · Adv. Mater. · 2024 · 36 · 240080010.1002/adma.202400800 ↗
26. Martin · APL Mater. · 2022 · 10 · 05110610.1063/5.0087684 ↗
27. Yang · Acc. Mater. Res. · 2021 · 3 · 16110.1021/accountsmr.1c00209 ↗
28. Tang · Acc. Mater. Res. · 2020 · 2 · 3610.1021/accountsmr.0c00063 ↗
29. Song · Nat. Commun. · 2023 · 14 · 474710.1038/s41467-023-40448-x ↗
30. Xia · Nanoscale · 2014 · 6 · 894910.1039/C4NR02311K ↗
31. Yan · Nanoscale · 2021 · 13 · 892210.1039/D1NR00552A ↗
32. Liu · ACS Nano · 2015 · 9 · 611910.1021/acsnano.5b01301 ↗
33. Wang · Nat. Nanotechnol. · 2022 · 17 · 3310.1038/s41565-021-01004-0 ↗
34. Aljarb · Nat. Mater. · 2020 · 19 · 130010.1038/s41563-020-0795-4 ↗
35. Wang · Sci. Rep. · 2016 · 6 · 2153610.1038/srep21536 ↗
36. Sinha · Nanoscale Adv. · 2025 · 7 · 356810.1039/D5NA00202H ↗
37. Zhang · Cryst. Growth Des. · 2020 · 20 · 77710.1021/acs.cgd.9b01182 ↗
38. Ali · Nature · 2014 · 514 · 20510.1038/nature13763 ↗
39. Li · Nature · 2016 · 529 · 18510.1038/nature16175 ↗
40. Zhang · Chem. Mater. · 2024 · 36 · 253310.1021/acs.chemmater.3c03335 ↗
41. Das · Nat. Electron. · 2025 · 8 · 2410.1038/s41928-024-01265-2 ↗
42. Ye · ACS Nano · 2022 · 16 · 1187610.1021/acsnano.2c01151 ↗
43. Legma · J. Cryst. Growth · 1993 · 130 · 25310.1016/0022-0248(93)90859-U ↗
44. Zhao · Coatings · 2018 · 8 · 7810.3390/coatings8020078 ↗
45. Chareev · Cryst. Growth Des. · 2023 · 23 · 228710.1021/acs.cgd.2c01318 ↗
46. Cai · Matter · 2020 · 2 · 58710.1016/j.matt.2019.12.026 ↗
47. Leskelä · Angew. Chem., Int. Ed. · 2003 · 42 · 554810.1002/anie.200301652 ↗
48. Rajbhandari · J. Vac. Sci. Technol., A · 2020 · 38 · 03240610.1116/1.5139247 ↗
49. Charvot · RSC Adv. · 2021 · 11 · 2214010.1039/D0RA10239C ↗
50. Leskelä · Thin Solid Films · 2002 · 409 · 13810.1016/S0040-6090(02)00117-7 ↗
51. Balasubramanyam · ACS Mater. Lett. · 2020 · 2 · 51110.1021/acsmaterialslett.0c00093 ↗
52. Jurca · Angew. Chem., Int. Ed. · 2017 · 56 · 499110.1002/anie.201611838 ↗
53. Pyeon · Nanoscale · 2016 · 8 · 1079210.1039/C6NR01346E ↗
54. Jin · Nanoscale · 2014 · 6 · 1445310.1039/C4NR04816D ↗
55. Piallat · J. Vac. Sci. Technol. B · 2016 · 34 · 02120210.1116/1.4942497 ↗
56. Zhu · Nat. Nanotechnol. · 2023 · 18 · 45610.1038/s41565-023-01375-6 ↗
57. Momeni · npj Comput. Mater. · 2022 · 8 · 24010.1038/s41524-022-00936-y ↗
58. Zhu · Nat. Nanotechnol. · 2023 · 18 · 45610.1038/s41565-023-01375-6 ↗
59. Hoang · Nat. Nanotechnol. · 2023 · 18 · 143910.1038/s41565-023-01460-w ↗
60. Simonson · FlatChem · 2018 · 11 · 3210.1016/j.flatc.2018.11.004 ↗
61. Park · Small Methods · 2021 · 5 · 200072010.1002/smtd.202000720 ↗
62. Eichfeld · 2D Mater. · 2016 · 3 · 02501510.1088/2053-1583/3/2/025015 ↗
63. Kim · Nano Lett. · 2017 · 17 · 505610.1021/acs.nanolett.7b02311 ↗
64. Cohen · ACS Nano · 2021 · 15 · 52610.1021/acsnano.0c05394 ↗
65. Chowdhury · ACS Omega · 2021 · 6 · 1034310.1021/acsomega.1c00727 ↗
66. Schaefer · Chem. Mater. · 2021 · 33 · 447410.1021/acs.chemmater.1c00646 ↗
67. Sun · Nat. Rev. Methods Primers · 2021 · 1 · 510.1038/s43586-020-00005-y ↗
68. Dapkus · Prog. Quantum Electron. · 2021 · 75 · 10030410.1016/j.pquantelec.2020.100304 ↗
69. Kim · Nat. Commun. · 2024 · 15 · 636110.1038/s41467-024-50653-x ↗
70. Eichfeld · ACS Nano · 2015 · 9 · 208010.1021/nn5073286 ↗
71. Tang · ACS Nano · 2020 · 14 · 464610.1021/acsnano.0c00296 ↗
72. Cho · Int. J. Heat Mass Transfer · 2000 · 43 · 185110.1016/S0017-9310(99)00251-3 ↗
73. Delgado Carrascon · Cryst. Growth Des. · 2022 · 22 · 702110.1021/acs.cgd.2c00683 ↗
74. Lisi · Sci. Rep. · 2017 · 7 · 992710.1038/s41598-017-09811-z ↗
75. Zhao · J. Cryst. Growth · 2006 · 289 · 7210.1016/j.jcrysgro.2005.11.083 ↗
76. Bointon · Adv. Mater. · 2015 · 27 · 420010.1002/adma.201501600 ↗
77. Li · J. Cryst. Growth · 2018 · 488 · 1610.1016/j.jcrysgro.2018.02.031 ↗
78. Macha · Nanoscale Adv. · 2022 · 4 · 439110.1039/D2NA00409G ↗
79. Lee · APL Mater. · 2020 · 8 · 03090110.1063/1.5142601 ↗
80. Kim · Adv. Mater. · 2019 · 31 · 180493910.1002/adma.201804939 ↗
81. S.Knapp , N.Eisenreich , V.Kuchenreuther-Hummel , S.Kelzenberg , A.Koleczko and H.Schuppler , Proc. 47th Int. Annu. Conf. ICT , Karlsruhe, Germany , 2016
82. Kimura · J. Cryst. Growth · 2003 · 250 · 45010.1016/S0022-0248(02)02478-8 ↗
83. Usoltsev · Radiochim. Acta · 2016 · 104 · 14110.1515/ract-2015-2445 ↗
84. Oshima · Int. J. Hydrogen Energy · 2020 · 45 · 2764410.1016/j.ijhydene.2020.07.106 ↗
85. Binoist · Ind. Eng. Chem. Res. · 2003 · 42 · 394310.1021/ie021012r ↗
86. Fujita · J. Cryst. Growth · 2000 · 221 · 38210.1016/S0022-0248(00)00718-1 ↗
87. Giani · J. Cryst. Growth · 2002 · 236 · 21710.1016/S0022-0248(01)02095-4 ↗
88. Pearson · Int. J. Hydrogen Energy · 1981 · 6 · 50910.1016/0360-3199(81)90082-3 ↗
89. Jackson · J. Cryst. Growth · 1988 · 87 · 20510.1016/0022-0248(88)90166-2 ↗
90. Mc Knight · J. Cryst. Growth · 2024 · 625 · 12743610.1016/j.jcrysgro.2023.127436 ↗
91. Zhang · Nano Lett. · 2018 · 18 · 104910.1021/acs.nanolett.7b04521 ↗
92. Tang · Cryst. Growth Des. · 2023 · 23 · 154710.1021/acs.cgd.2c01134 ↗
93. Lin · ACS Nano · 2018 · 12 · 96510.1021/acsnano.7b07059 ↗
94. Van Der Zande · Nat. Mater. · 2013 · 12 · 55410.1038/nmat3633 ↗
95. Zinke-Allmang · Surf. Sci. Rep. · 1992 · 16 · 37710.1016/0167-5729(92)90006-W ↗
96. Liu · Adv. Funct. Mater. · 2023 · 33 · 221277310.1002/adfm.202212773 ↗
97. I. V.Markov , Crystal growth for beginners: fundamentals of nucleation, crystal growth and epitaxy , World scientific , 2016
98. Chubarov · ACS Nano · 2021 · 15 · 253210.1021/acsnano.0c06750 ↗
99. Choi · Adv. Mater. Interfaces · 2022 · 9 · 210178510.1002/admi.202101785 ↗
100. Kim · Small · 2022 · 18 · 210636810.1002/smll.202106368 ↗