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【24h】

Particle-Catalyst-Free Vapor–Liquid–Solid Growth of Millimeter-Scale Crystalline Compound Semiconductors on Nonepitaxial Substrates

机译：毫米级晶体化合物半导体的颗粒催化剂 - 蒸汽 - 液体固体生长在非剖面基材上

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Direct growth of single-crystal compound semiconductors on nonepitaxial substrates is a promising route for device processing simplification in electronic and optoelectronic applications. However, the nonepitaxial growth technique for 2D single crystals is still a fundamental challenge. Here, we demonstrate that the macroscopic 2D interface of liquid metals and nonepitaxial solid substrates could be universally designed for the chemical vapor deposition growth of crystalline compound semiconductors. By adopting a sandwiched solid metal/liquid metal/solid substrate environment, millimeter-scale 2D GaS, 2D GaSe, and 1D GaTe single crystals of high quality were synthesized at the interface of liquid gallium and nonepitaxial substrates. Evidence shows that the particle-catalyst-free vapor–liquid–solid growth is driven by screw dislocations. Furthermore, we successfully extend the growth strategy to various metal chalcogenides (Sn, In, Cu, and Ag) and pnictides (Sb). Our work opens up a new route for the direct growth of single-crystalline compound semiconductors on nonepitaxial substrates.
机译：单晶化合物半导体上的直接生长在不关节基板上是用于电子和光电应用中的设备处理简化的有希望的路径。然而，2D单晶的不排放式生长技术仍然是一个根本的挑战。这里，我们证明了液态金属和不关节固体基材的宏观2D界面可以普遍设计用于结晶化合物半导体的化学气相沉积生长。通过采用夹层的固体金属/液态金属/固体基质环境，在液体镓和非渗出基材的界面中合成了毫米级2D气体，2D Gase和1D栅极单晶。证据表明，通过螺旋脱位驱动颗粒催化剂的蒸汽 - 固体生长。此外，我们成功地将生长策略扩展到各种金属硫属化合物（Sn，Cu和Ag）和Pnictides（Sb）。我们的作品开辟了一种新的单晶化合物半导体直接生长的新途径。

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