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Te-seeded growth of few-quintuple layer Bi2Te3 nanoplates

Nano Research 2014年第9期7卷 1243-1253页

作者： Yanyuan Zhao Maria de la Mata Richard L. J. Qiu Jun Zhang Xinglin wen Cesar Magen Xuan P. A. Gao Jordi Arbiol Qihua Xiong Division of Physics and Applied Physics School of Physical and Mathematical Sciences Nanyang Technological UniversitySingapore 637371 Institut de Ciencia de Materials de Barcelona ICMAB-CSIC E-08193 Bellaterra CAT Spain Department of Physics Case Western Reserve University Cleveland Ohio 44106 USA Laboratorio de Microscopfas Avanzadas (LMA) Instituto de Nanociencia de Aragon (INA) - ARAID and Departamento de Fisica de la Materia Condensada Universidad de Zaragoza 50018 Zaragoza Spain Institucio Catalana de Recerca i Estudis Avancats (ICREA) 08010 Barcelona CAT Spain NOVITAS Nanoelectronics Centre of Excellence School of Electrical and Electronic Engineering Nanyang Technological University Singapore 639798

We report on a Te-seeded epitaxial growth of ultrathin Bi2Te3 nanoplates （down to three quintuple layers （QL）） with large planar sizes （up to tens of micrometers） through vapor transport. Optical contrast has been systematically investigated for the as-grown Bi2Te3 nanoplates on the SiO2/Si substrates, experimentally and computationally. The high and distinct optical contrast provides a fast and convenient method for the thickness determination of few-QL Bi2Te3 nanoplates. By aberration-corrected scanning transmission electron microscopy, a hexagonal crystalline structure has been identified for the Te seeds, which form naturally during the growth process and initiate an epitaxial growth of the rhombohedral- structured Bi2Te3 nanoplates. The epitaxial relationship between Te and Bi2T% is identified to be perfect along both in-plane and out-of-plane directions of the layered nanoplate. Similar growth mechanism might be expected for other bismuth chalcogenide layered materials.

关键词： Te nucleation seed epitaxial growth Bi2Te3 few-quintuple layer tem cross-section optical contrast

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