The Atomic Drill Bit: Precision Controlled Atomic Fabrication of 2D Materials.
2D materials
automated experimentation
electron beam fabrication
nanostructure fabrication
scanning transmission electron microscopy
Journal
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
ISSN: 1521-4095
Titre abrégé: Adv Mater
Pays: Germany
ID NLM: 9885358
Informations de publication
Date de publication:
Apr 2023
Apr 2023
Historique:
revised:
02
01
2023
received:
01
11
2022
medline:
13
1
2023
pubmed:
13
1
2023
entrez:
12
1
2023
Statut:
ppublish
Résumé
The ability to deterministically fabricate nanoscale architectures with atomic precision is the central goal of nanotechnology, whereby highly localized changes in the atomic structure can be exploited to control device properties at their fundamental physical limit. Here, an automated, feedback-controlled atomic fabrication method is reported and the formation of 1D-2D heterostructures in MoS
Identifiants
pubmed: 36635517
doi: 10.1002/adma.202210116
doi:
Types de publication
Journal Article
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e2210116Subventions
Organisme : Center for Nanophase Materials Sciences
Organisme : U.S. Department of Energy
Organisme : Office of Science
Organisme : Oak Ridge National Laboratory
Organisme : National Energy Research Scientific Computing Center
ID : BES-ERCAP0020403
Organisme : Department of Chemistry and Biochemistry at Queens College at the City University of New York
Informations de copyright
© 2023 Wiley-VCH GmbH.
Références
M.-Y. Li, S.-K. Su, H.-S. P. Wong, L.-J. Li, Nature 2019, 567, 169.
F. Fang, N. Zhang, D. Guo, K. Ehmann, B. Cheung, K. Liu, K. Yamamura, Int. J. Extreme Manuf. 2019, 1, 012001.
D. Akinwande, C. Huyghebaert, C.-H. Wang, M. I. Serna, S. Goossens, L.-J. Li, H.-S. P. Wong, F. H. L. Koppens, Nature 2019, 573, 507.
G. Iannaccone, F. Bonaccorso, L. Colombo, G. Fiori, Nat. Nanotechnol. 2018, 13, 183.
J. Gao, X. Liu, G. Zhang, Y.-W. Zhang, Nanoscale 2016, 8, 17940.
S.-Q. Li, X. Liu, X. Wang, H. Liu, G. Zhang, J. Zhao, J. Gao, Small 2022, 18, 2105130.
X. Liu, J. Gao, G. Zhang, Y.-W. Zhang, Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1702776.
K. A. Ritter, J. W. Lyding, Nat. Mater. 2009, 8, 235.
F. Cheng, H. Xu, W. Xu, P. Zhou, J. Martin, K. P. Loh, Nano Lett. 2017, 17, 1116.
H. Xu, S. Liu, Z. Ding, S. J. R. Tan, K. M. Yam, Y. Bao, C. T. Nai, M.-F. Ng, J. Lu, C. Zhang, K. P. Loh, Nat. Commun. 2016, 7, 12904.
G. Hu, V. Fung, J. Huang, P. Ganesh, J. Phys. Chem. Lett. 2021, 12, 2320.
X. Sang, X. Li, W. Zhao, J. Dong, C. M. Rouleau, D. B. Geohegan, F. Ding, K. Xiao, R. R. Unocic, Nat. Commun. 2018, 9, 2051.
G. Z. Magda, X. Jin, I. Hagymási, P. Vancsó, Z. Osváth, P. Nemes-Incze, C. Hwang, L. P. Biró, L. Tapasztó, Nature 2014, 514, 608.
M. Saab, P. Raybaud, J. Phys. Chem. C 2016, 120, 10691.
X. Yin, Z. Ye, D. A. Chenet, Y. Ye, K. O'brien, J. C. Hone, X. Zhang, Science 2014, 344, 488.
S. Yu, X. Wu, Y. Wang, X. Guo, L. Tong, Adv. Mater. 2017, 29, 1606128.
H. R. Gutiérrez, N. Perea-López, A. L. Elías, A. Berkdemir, B. Wang, R. Lv, F. López-Urías, V. H. Crespi, H. Terrones, M. Terrones, Nano Lett. 2013, 13, 3447.
T. F. Jaramillo, K. P. Jørgensen, J. Bonde, J. H. Nielsen, S. Horch, I. Chorkendorff, Science 2007, 317, 100.
G. Hu, V. Fung, X. Sang, R. R. Unocic, P. Ganesh, J. Mater. Chem. A 2019, 7, 18357.
S. M. Poh, S. J. R. Tan, X. Zhao, Z. Chen, I. Abdelwahab, D. Fu, H. Xu, Y. Bao, W. Zhou, K. P. Loh, Adv. Mater. 2017, 29, 1605641.
J. Lin, O. Cretu, W. Zhou, K. Suenaga, D. Prasai, K. I. Bolotin, N. T. Cuong, M. Otani, S. Okada, A. R. Lupini, J.-C. Idrobo, D. Caudel, A. Burger, N. J. Ghimire, J. Yan, D. G. Mandrus, S. J. Pennycook, S. T. Pantelides, Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 436.
P. Murugan, V. Kumar, Y. Kawazoe, N. Ota, Nano Lett. 2007, 7, 2214.
J. Kibsgaard, A. Tuxen, M. Levisen, E. Laegsgaard, S. Gemming, G. Seifert, J. V. Lauritsen, F. Besenbacher, Nano Lett. 2008, 8, 3928.
Y. Xia, B. Wang, J. Zhang, Y. Jin, H. Tian, W. Ho, H. Xu, C. Jin, M. Xie, Nano Lett. 2020, 20, 2094.
G. Hu, V. Fung, X. Sang, R. R. Unocic, P. Ganesh, npj Comput. Mater. 2020, 6, 44.
O. Dyck, S. Kim, E. Jimenez-Izal, A. N. Alexandrova, S. V. Kalinin, S. Jesse, Small 2018, 14, 1801771.
J. Wyrick, X. Wang, R. V. Kashid, P. Namboodiri, S. W. Schmucker, J. A. Hagmann, K. Liu, M. D. Stewart, C. A. Richter, G. W. Bryant, R. M. Silver, Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1903475.
K.-L. Tai, C.-W. Huang, R.-F. Cai, G.-M. Huang, Y.-T. Tseng, J. Chen, W.-W. Wu, Small 2020, 16, 1905516.
O. Dyck, S. Jesse, N. Delby, S. V. Kalinin, A. R. Lupini, Ultramicroscopy 2020, 211, 112949.
R. Silver, X. Wang, F. Fei, J. Wyrick, R. Kashid, P. Namboodiri, SPIE Adv. Lithogr. 2021, 11610.
A. A. Khajetoorians, D. Wegner, A. F. Otte, I. Swart, Nat. Rev. Phys. 2019, 1, 703.
C. Su, M. Tripathi, Q.-B. Yan, Z. Wang, Z. Zhang, C. Hofer, H. Wang, L. Basile, G. Su, M. Dong, J. C. Meyer, J. Kotakoski, J. Kong, J.-C. Idrobo, T. Susi, J. Li, Sci. Adv. 2019, 5, eaav2252.
T. Susi, D. Kepaptsoglou, Y.-C. Lin, Q. M. Ramasse, J. C. Meyer, K. Suenaga, J. Kotakoski, 2D Mater. 2017, 4, 042004.
T. Susi, J. C. Meyer, J. Kotakoski, Ultramicroscopy 2017, 180, 163.
M. Tripathi, A. Mittelberger, N. A. Pike, C. Mangler, J. C. Meyer, M. J. Verstraete, J. Kotakoski, T. Susi, Nano Lett. 2018, 18, 5319.
G. Zagler, M. Stecher, A. Trentino, F. Kraft, C. Su, A. Postl, M. Längle, C. Pesenhofer, C. Mangler, E. Harriet Åhlgren, A. Markevich, A. Zettl, J. Kotakoski, T. Susi, K. Mustonen, 2D Mater. 2022, 9, 035009.
Z. J. Qi, J. A. Rodríguez-Manzo, A. R. Botello-Méndez, S. J. Hong, E. A. Stach, Y. W. Park, J.-C. Charlier, M. Drndic, A. T. C. Johnson, Nano Lett. 2014, 14, 4238.
O. Dyck, M. Ziatdinov, D. B. Lingerfelt, R. R. Unocic, B. M. Hudak, A. R. Lupini, S. Jesse, S. V. Kalinin, Nat. Rev. Mater. 2019, 4, 497.
S. V. Kalinin, A. Borisevich, S. Jesse, Nature 2016, 539, 485.
B. M. Hudak, J. Song, H. Sims, M. C. Troparevsky, T. S. Humble, S. T. Pantelides, P. C. Snijders, A. R. Lupini, ACS Nano 2018, 12, 5873.
T. Susi, J. C. Meyer, J. Kotakoski, Nat. Rev. Phys. 2019, 1, 397.
S. Jesse, Q. He, A. R. Lupini, D. N. Leonard, M. P. Oxley, O. Ovchinnikov, R. R. Unocic, A. Tselev, M. Fuentes-Cabrera, B. G. Sumpter, S. J. Pennycook, S. V. Kalinin, A. Y. Borisevich, Small 2015, 11, 5895.
R. R. Unocic, A. R. Lupini, A. Y. Borisevich, D. A. Cullen, S. V. Kalinin, S. Jesse, Nanoscale 2016, 8, 15581.
S. Jesse, B. M. Hudak, E. Zarkadoula, J. Song, A. Maksov, M. Fuentes-Cabrera, P. Ganesh, I. Kravchenko, P. C. Snijders, A. R. Lupini, A. Y. Borisevich, S. V. Kalinin, Nanotechnology 2018, 29, 255303.
X. Sang, A. R. Lupini, R. R. Unocic, M. Chi, A. Y. Borisevich, S. V. Kalinin, E. Endeve, R. K. Archibald, S. Jesse, Adv. Struct. Chem. Imaging 2016, 2, 6.
X. Sang, A. R. Lupini, J. Ding, S. V. Kalinin, S. Jesse, R. R. Unocic, Sci. Rep. 2017, 7, 43585.
O. Dyck, D. Lingerfelt, S. Kim, S. Jesse, S. V. Kalinin, Nanotechnology 2020, 31, 245303.
R. Zan, Q. M. Ramasse, R. Jalil, T. Georgiou, U. Bangert, K. S. Novoselov, ACS Nano 2013, 7, 10167.
X. Liu, T. Xu, X. Wu, Z. Zhang, J. Yu, H. Qiu, J.-H. Hong, C.-H. Jin, J.-X. Li, X.-R. Wang, L.-T. Sun, W. Guo, Nat. Commun. 2013, 4, 1776.
S. Kretschmer, T. Lehnert, U. Kaiser, A. V. Krasheninnikov, Nano Lett. 2020, 20, 2865.
H. P. Komsa, J. Kotakoski, S. Kurasch, O. Lehtinen, U. Kaiser, A. V. Krasheninnikov, Phys. Rev. Lett. 2012, 109, 035503.
A. Yoshimura, M. Lamparski, J. Giedt, D. Lingerfelt, J. Jakowski, P. Ganesh, T. Yu, B. G. Sumpter, V. Meunier, Nanoscale 2022, 15, 1053.
K. He, A. W. Robertson, S. Lee, E. Yoon, G.-D. Lee, J. H. Warner, ACS Nano 2014, 8, 12272.
X. Zhao, D. Fu, Z. Ding, Y.-Y. Zhang, D. Wan, S. J. R. Tan, Z. Chen, K. Leng, J. Dan, W. Fu, D. Geng, P. Song, Y. Du, T. Venkatesan, S. T. Pantelides, S. J. Pennycook, W. Zhou, K. P. Loh, Nano Lett. 2018, 18, 482.
W. Zhou, X. Zou, S. Najmaei, Z. Liu, Y. Shi, J. Kong, J. Lou, P. M. Ajayan, B. I. Yakobson, J.-C. Idrobo, Nano Lett. 2013, 13, 2615.
A. Yoshimura, M. Lamparski, N. Kharche, V. Meunier, Nanoscale 2018, 10, 2388.
K. M. Roccapriore, M. G. Boebinger, O. Dyck, A. Ghosh, R. R. Unocic, S. V. Kalinin, M. Ziatdinov, ACS Nano 2022, 16, 17116.
G. Kresse, J. Furthmüller, Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15.
S. Nosé, J. Chem. Phys. 1984, 81, 511.
G. Kresse, J. Furthmüller, Phys. Rev. B 1996, 54, 11169.
J. P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865.
Z. A. Ali, F. W. Aquino, B. M. Wong, Nat. Commun. 2018, 9, 4733.
S. M. Sharada, T. Bligaard, A. C. Luntz, G.-J. Kroes, J. K. Nørskov, J. Phys. Chem. C 2017, 121, 19807.
P. E. Blöchl, Phys. Rev. B 1994, 50, 17953.