国家标准项目《纳米技术 拉曼光谱法测量二硫化钼薄片的层数》由 TC279(全国纳米技术标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国科学院。
主要起草单位 中国科学院半导体研究所 。
| 17 计量学和测量、物理现象 |
| 17.180 光学和光学测量 |
| 17.180.30 光学测量仪器 |
范围:本标准规定了拉曼光谱法测量二硫化钼薄片的层数时的测试步骤、仪器参数要求、数据分析、层数判定准则等内容。本标准规定了利用拉曼光谱测量机械剥离法制备的二硫化钼薄片层数的方法,包括基于E_2g^1模和A_1g模的峰位(A法)、基于剪切模和呼吸模的峰位(B法)和基于SiO2/Si衬底的硅拉曼模峰高(C法)进行二硫化钼薄片层数测量的拉曼光谱法。测量二硫化钼薄片的层数时,可单独或者综合几种方法联合测量并相互印证。本标准适用于利用机械剥离法制备的晶体质量高、横向尺寸不小于2 μm的2H型二硫化钼薄片的层数测量。化学气相沉积(CVD: chemical vapor deposition)法制备的2H型二硫化钼薄片可参照本方法执行。 主要技术内容: 单层和多层二硫化钼薄片具有高频拉曼振动模E_2g^1和A_1g,两层及以上的二硫化钼薄片还具有低频振动模,即呼吸(LB)模和剪切(S)模,它们的峰位与二硫化钼薄片的层数具有确定的关系。同时,二硫化钼薄片下硅衬底的拉曼峰高也与二硫化钼薄片的层数呈现一定的规律性。利用上述光谱参数随层数的变化关系可以准确测量二硫化钼薄片的层数。主要技术内容包括 : 1) 利用514nm或532nm激光测试二硫化钼薄片位于380-420cm-1内的高频E_2g^1和A_1g模,利用A_1g模和E_2g^1模的峰位之差?(A_1g-E_2g^1 )与层数N之间的经验关系为?(A_1g-E_2g^1 )=25.8-8.4/N,可确定1至5层二硫化钼薄片的层数。 2) 利用514nm或532nm激光测试二硫化钼薄片的低频拉曼光谱,利用不同偏振配置鉴别所观察的拉曼模为S模还是LB模,将实验结果与理论计算得到的数据库进行对比,即可表征2至10层二硫化钼薄片的层数。 3)利用488nm或532nm激光测试有二硫化钼薄片覆盖的SiO2/Si衬底位于520.7cm-1的硅拉曼特征峰的峰高I2D(Si)以及没有二硫化钼薄片覆盖时该衬底的硅拉曼特征峰的峰高为I0(Si),将I2D(Si)/I0(Si)的比值与理论结果进行比较,对应层数结果四舍五入取整,可确定1-10层的二硫化钼薄片的层数。