Atomically thin films of WSe2 from one monolayer up to 8 layers were deposited on an Al2O3r-cut (11¯02) substrate using a hybrid-Pulsed Laser Deposition (PLD) system where a laser ablation of pure W is combined with a flux of Se. Specular X-ray reflectivities of films were analysed and were consistent with the expected thickness. Raman measurement and atomic force microscopy confirmed the formation of a WSe2 monolayer and its spatial homogeneity over the substrate. Grazing-incidence X-ray diffraction uncovered an in-plane texture in which WSe2 [101¯0] preferentially aligned with Al2O3 [112¯0]. These results present a potential to create 2D transition metal dichalcogenides by PLD, where the growth kinetics can be steered in contrast to common growth techniques like chemical vapor deposition and molecular beam epitaxy.

1.
A. K.
Geim
and
I. V.
Grigorieva
,
Nature
499
,
419
(
2013
).
2.
A.
Koma
,
K.
Sunouchi
, and
T.
Miyajima
,
J. Vac. Sci. Technol., B
3
,
724
(
1985
).
3.
C.-H.
Lee
,
G.-H.
Lee
,
A. M.
van der Zande
,
W.
Chen
,
Y.
Li
,
M.
Han
,
X.
Cui
,
G.
Arefe
,
C.
Nuckolls
,
T. F.
Heinz
,
J.
Guo
,
J.
Hone
, and
P.
Kim
,
Nat. Nanotechnol.
9
,
676
(
2014
).
4.
Y.
Gong
,
J.
Lin
,
X.
Wang
,
G.
Shi
,
S.
Lei
,
Z.
Lin
,
X.
Zou
,
G.
Ye
,
R.
Vajtai
,
B. I.
Yakobson
,
H.
Terrones
,
M.
Terrones
,
B. K.
Tay
,
J.
Lou
,
S. T.
Pantelides
,
Z.
Liu
,
W.
Zhou
, and
P. M.
Ajayan
,
Nat. Mater.
13
,
1135
(
2014
).
5.
Y. H.
Lee
,
X. Q.
Zhang
,
W.
Zhang
,
M. T.
Chang
,
C. T.
Lin
,
K. D.
Chang
,
Y. C.
Yu
,
J. T. W.
Wang
,
C. S.
Chang
,
L. J.
Li
, and
T. W.
Lin
,
Adv. Mater.
24
,
2320
(
2012
).
6.
Y.
Zhan
,
Z.
Liu
,
S.
Najmaei
,
P. M.
Ajayan
, and
J.
Lou
,
Small
8
,
966
(
2012
).
7.
X.
Wang
,
H.
Feng
,
Y.
Wu
, and
L.
Jiao
,
J. Am. Chem. Soc.
135
,
5304
(
2013
).
8.
K. K.
Liu
,
W.
Zhang
,
Y. H.
Lee
,
Y. C.
Lin
,
M. T.
Chang
,
C. Y.
Su
,
C. S.
Chang
,
H.
Li
,
Y.
Shi
,
H.
Zhang
,
C. S.
Lai
, and
L. J.
Li
,
Nano Lett.
12
,
1538
(
2012
).
9.
X.
Ling
,
Y. H.
Lee
,
Y.
Lin
,
W.
Fang
,
L.
Yu
,
M. S.
Dresselhaus
, and
J.
Kong
,
Nano Lett.
14
,
464
(
2014
).
10.
S.
Wu
,
C.
Huang
,
G.
Aivazian
,
J. S.
Ross
,
D. H.
Cobden
, and
X.
Xu
,
ACS Nano
7
,
2768
(
2013
).
11.
Y.
Shi
,
W.
Zhou
,
A. Y.
Lu
,
W.
Fang
,
Y. H.
Lee
,
A. L.
Hsu
,
S. M.
Kim
,
K. K.
Kim
,
H. Y.
Yang
,
L. J.
Li
,
J. C.
Idrobo
, and
J.
Kong
,
Nano Lett.
12
,
2784
(
2012
).
12.
V.
Senthilkumar
,
L. C.
Tam
,
Y. S.
Kim
,
Y.
Sim
,
M. J.
Seong
, and
J. I.
Jang
,
Nano Res.
7
,
1759
(
2014
).
13.
Q.
Ji
,
Y.
Zhang
,
T.
Gao
,
Y.
Zhang
,
D.
Ma
,
M.
Liu
,
Y.
Chen
,
X.
Qiao
,
P. H.
Tan
,
M.
Kan
,
J.
Feng
,
Q.
Sun
, and
Z.
Liu
,
Nano Lett.
13
,
3870
(
2013
).
14.
Y.
Cheng
,
K.
Yao
,
Y.
Yang
,
L.
Li
,
Y.
Yao
,
Q.
Wang
,
X.
Zhang
,
Y.
Han
, and
U.
Schwingenschlögl
,
RSC Adv.
3
,
17287
(
2013
).
15.
G.
Plechinger
,
J.
Mann
,
E.
Preciado
,
D.
Barroso
,
A.
Nguyen
,
J.
Eroms
,
C.
Schüller
,
L.
Bartels
, and
T.
Korn
,
Semicond. Sci. Technol.
29
,
064008
(
2014
).
16.
J. A.
Miwa
,
S.
Ulstrup
,
S. G.
Sørensen
,
M.
Dendzik
,
A. G.
Čabo
,
M.
Bianchi
,
J. V.
Lauritsen
, and
P.
Hofmann
,
Phys. Rev. Lett.
114
,
046802
(
2015
).
17.
F.
Ohuchi
,
T.
Shimada
,
B.
Parkinson
,
K.
Ueno
, and
A.
Koma
,
J. Cryst. Growth
111
,
1033
(
1991
).
18.
Y. H.
Chang
,
W.
Zhang
,
Y.
Zhu
,
Y.
Han
,
J.
Pu
,
J. K.
Chang
,
W. T.
Hsu
,
J. K.
Huang
,
C. L.
Hsu
,
M. H.
Chiu
,
T.
Takenobu
,
H.
Li
,
C.
Wu
,
W.
Cheng
,
A. T. S.
Wee
, and
L. J.
Li
,
ACS Nano
8
,
8582
(
2014
).
19.
J. C.
Shaw
,
H.
Zhou
,
Y.
Chen
,
N. O.
Weiss
,
Y.
Liu
,
Y.
Huang
, and
X.
Duan
,
Nano Res.
7
,
511
(
2014
).
20.
X.
Lu
,
M. I. B.
Utama
,
J.
Lin
,
X.
Gong
,
J.
Zhang
,
Y.
Zhao
,
S. T.
Pantelides
,
J.
Wang
,
Z.
Dong
,
Z.
Liu
,
W.
Zhou
, and
Q.
Xiong
,
Nano Lett.
14
,
2419
(
2014
).
21.
Y.
Zhang
,
T.-R.
Chang
,
B.
Zhou
,
Y.-T.
Cui
,
H.
Yan
,
Z.
Liu
,
F.
Schmitt
,
J.
Lee
,
R.
Moore
,
Y.
Chen
,
H.
Lin
,
H.-T.
Jeng
,
S.-K.
Mo
,
Z.
Hussain
,
A.
Bansil
, and
Z.-X.
Shen
,
Nat. Nanotechnol.
9
,
111
(
2014
).
22.
H. R.
Gutiérrez
,
N.
Perea-López
,
A. L.
Elías
,
A.
Berkdemir
,
B.
Wang
,
R.
Lv
,
F.
López-Urías
,
V. H.
Crespi
,
H.
Terrones
, and
M.
Terrones
,
Nano Lett.
13
,
3447
(
2012
).
23.
C.
Cong
,
J.
Shang
,
X.
Wu
,
B.
Cao
,
N.
Peimyoo
,
C.
Qiu
,
L.
Sun
, and
T.
Yu
,
Adv. Opt. Mater.
2
,
131
(
2014
).
24.
Y.
Kobayashi
,
S.
Sasaki
,
S.
Mori
,
H.
Hibino
,
Z.
Liu
,
K.
Watanabe
,
T.
Taniguchi
,
K.
Suenaga
,
Y.
Maniwa
, and
Y.
Miyata
,
ACS Nano
9
,
4056
(
2015
).
25.
E.
Xenogiannopoulou
,
P.
Tsipas
,
K. E.
Aretouli
,
D.
Tsoutsou
,
S. A.
Giamini
,
C.
Bazioti
,
G.
Dimitrakopulos
,
P.
Komninou
,
S.
Brems
,
C.
Huyghebaert
,
I. P.
Radu
, and
A.
Dimoulas
,
Nanoscale
7
,
7896
(
2015
).
26.
Y.
Zhang
,
Y.
Zhang
,
Q.
Ji
,
J.
Ju
,
H.
Yuan
,
J.
Shi
,
T.
Gao
,
D.
Ma
,
M.
Liu
,
Y.
Chen
,
X.
Song
,
H. Y.
Hwang
,
Y.
Cui
, and
Z.
Liu
,
ACS Nano
7
,
8963
(
2013
).
27.
J. K.
Huang
,
J.
Pu
,
C. L.
Hsu
,
M. H.
Chiu
,
Z. Y.
Juang
,
Y. H.
Chang
,
W. H.
Chang
,
Y.
Iwasa
,
T.
Takenobu
, and
L. J.
Li
,
ACS Nano
8
,
923
(
2013
).
28.
M.
Yankowitz
,
D.
McKenzie
, and
B. J.
LeRoy
,
Phys. Rev. Lett.
115
,
136803
(
2015
).
29.
H.
Liu
,
J.
Chen
,
H.
Yu
,
F.
Yang
,
L.
Jiao
,
G.-B.
Liu
,
W.
Ho
,
C.
Gao
,
J.
Jia
,
W.
Yao
, and
M.
Xie
,
Nat. Commun.
6
,
8180
(
2015
).
30.
G.
Siegel
,
Y. P. V.
Subbaiah
,
M. C.
Prestgard
, and
A.
Tiwari
,
APL Mater.
3
,
056103
(
2015
).
31.
F.
Ullah
,
T. K.
Nguyen
,
C. T.
Le
, and
Y. S.
Kim
,
CrystEngComm
18
,
6992
(
2016
).
32.
T. A. J.
Loh
,
D. H. C.
Chua
, and
A. T. S.
Wee
,
Sci. Rep.
5
,
18116
(
2015
).
33.
Y.
Sun
,
R.
Wang
, and
K.
Liu
,
Appl. Phys. Rev.
4
,
011301
(
2017
).
34.
P. R.
Willmott
and
J. R.
Huber
,
Rev. Mod. Phys.
72
,
315
(
2000
).
35.
W.
Zhao
,
Z.
Ghorannevis
,
K. K.
Amara
,
J. R.
Pang
,
M.
Toh
,
X.
Zhang
,
C.
Kloc
,
P. H.
Tan
, and
G.
Eda
,
Nanoscale
5
,
9677
(
2013
).
36.
H.
Terrones
,
E.
Del Corro
,
S.
Feng
,
J. M.
Poumirol
,
D.
Rhodes
,
S.
Smirnov
,
N. R.
Pradhan
,
Z.
Lin
,
M. A. T.
Nguyen
,
A. L.
Elias
,
T. E.
Mallouk
,
L.
Balicas
,
M. A.
Pimenta
, and
M.
Terrones
,
Sci. Rep.
4
,
4215
(
2014
).
37.
L. G.
Parratt
,
Phys. Rev.
95
,
359
(
1954
).
38.
W. J.
Schutte
,
J. L.
De Boer
, and
F.
Jellinek
,
J. Solid State Chem.
70
,
207
(
1987
).
39.
N.
Maslen
,
V. A.
Streltsov
, and
N. R.
Streltsova
,
Acta Crystallogr., Sect. B
49
,
973
(
1993
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.