Kinetics control of bilayer WSe2 growth for high-performance transistors by precursor modulation
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Le résumé fourni par la source
The development of high-performance p-type two-dimensional (2D) semiconductors ( e.g. , WSe 2 ) is critical for complementary electronics beyond silicon-based technology. While bilayer WSe 2 , indicates superior electrical potential over its monolayer counterpart, owing to reduced contact resistance and suppressed Fermi-level pinning, its scalable synthesis remains challenging due to uncontrolled nucleation and limited understanding of vertical growth mechanisms. Herein, elucidate the atomic-scale pathway of bilayer WSe 2 growth in a molten salt-assisted chemical vapor deposition (CVD) process. Density functional theory (DFT) calculations reveal that WO 2 Cl 2 intermediates promote vertical stacking by cooperatively adsorbing on monolayer template centers, while W 1 Se 1 clusters facilitate epitaxial nucleation. By precisely controlling the Se/WO₃ vapor ratio, we achieve the epitaxial growth of uniform equal-bilayer (EB) WSe 2 with high crystallinity and clean interfaces. Back-gated transistors based on EB- WSe 2 exhibit a high on/off ratio of 10⁷ and a hole mobility of 50.1 cm²V⁻¹s⁻¹ , significantly outperforming the monolayer devices with 14.7-fold enhancement. This work provides a mechanistic foundation for the controlled synthesis of 2D heterostructures and advances the application of 2D semiconductors in post-Moore electronics.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Kinetics control of bilayer WSe2 growth for high-performance transistors by precursor modulation
- Date Crossref
- 01/04/2026
- Éditeur
- Elsevier BV
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Hunan University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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National University of Defense Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Xiangtan University Hunan Institute of Advanced Sensing and Information Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Guangdong University of Petrochemical Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Chinese Academy of Sciences pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Central South University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Hunan Normal University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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College of Materials Science and Engineering Hunan Institute of Optoelectronic Integration pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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College of Advanced Interdisciplinary Studies & Hunan Provincial Key Laboratory of Novel Nano-Optoelectronic Information Materials and Devices pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Key Laboratory of Materials for High-Power Laser pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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School of Physics pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Hunan University, National University of Defense Technology et Hunan Institute of Advanced Sensing and Information Technology — Xiangtan University, avec 9 autres affiliations.
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