Determination of Cleavage Energy and Efficient Nanostructuring of Layered Materials by Atomic Force Microscopy

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Bertold Rasche - , Universität zu Köln (Autor:in)
  • Julius Brunner - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Tim Schramm - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Madhav Prasad Ghimire - , Tribhuvan University (Autor:in)
  • Ulrike Nitzsche - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Bernd Büchner - , Exzellenzcluster ct.qmat: Komplexität und Topologie in Quantenmaterialien, Professur für Experimentelle Festkörperphysik (gB/IFW), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Romain Giraud - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Université Grenoble Alpes (Autor:in)
  • Manuel Richter - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Joseph Dufouleur - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Technische Universität Dresden (Autor:in)

Abstract

A method is presented to use atomic force microscopy to measure the cleavage energy of van der Waals materials and similar quasi-two-dimensional materials. The cleavage energy of graphite is measured to be 0.36 J/m2, in good agreement with literature data. The same method yields a cleavage energy of 0.6 J/m2 for MoS2 as a representative of the dichalcogenides. In the case of the weak topological insulator Bi14Rh3I9 no cleavage energy is obtained, although cleavage is successful with an adapted approach. The cleavage energies of these materials are evaluated by means of density-functional calculations and literature data. This further validates the presented method and sets an upper limit of about 0.7 J/m2 to the cleavage energy that can be measured by the present setup. In addition, this method can be used as a tool for manipulating exfoliated flakes, prior to or after contacting, which may open a new route for the fabrication of nanostructures.

Details

OriginalspracheEnglisch
Seiten (von - bis)3550-3556
Seitenumfang7
FachzeitschriftNano letters
Jahrgang22
Ausgabenummer9
PublikationsstatusVeröffentlicht - 11 Mai 2022
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

PubMed 35427144

Schlagworte

Schlagwörter

  • atomic force microscopy, cleavage energy, nanostructuring, two-dimensional materials, van der Waals materials

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