Recently, the electrical properties of inorganic nanotubes made by rolling up transition metal dichalcogenide sheets have attracted much attention. There are various types of inorganic nanotubes with different metal and chalcogen atoms, which can provide a variety of electrical properties; however, the inorganic nanotubes whose electrical properties were revealed have been mostly limited to WS2 nanotubes. Here, we investigated the electrical properties of another type of inorganic nanotube, namely, WSe2 nanotubes, and revealed their ambipolar transistor properties through the development of a facile synthesis method. WSe2 nanotubes were synthesized by the selenization of solution-synthesized tungsten oxide nanowires. We found that the introduction of a specific concentration of H2 during selenization was crucial for obtaining WSe2 nanotubes with relatively small diameters. The obtained WSe2 nanotubes exhibited ambipolar transistor operation with higher performance than WS2 nanotubes.

1.
R.
Tenne
,
L.
Margulis
,
M.
Genut
, and
G.
Hodes
,
Nature
360
,
444
446
(
1992
).
2.
R.
Tenne
,
Front. Phys.
9
,
370
377
(
2014
).
3.
F.
Qin
,
W.
Shi
,
T.
Ideue
,
M.
Yoshida
,
A.
Zak
,
R.
Tenne
,
T.
Kikitsu
,
D.
Inoue
,
D.
Hashizume
, and
Y.
Iwasa
,
Nat. Commun.
8
,
14465
(
2017
).
4.
Y. J.
Zhang
,
T.
Ideue
,
M.
Onga
,
F.
Qin
,
R.
Suzuki
,
A.
Zak
,
R.
Tenne
,
J. H.
Smet
, and
Y.
Iwasa
,
Nature
570
,
349
353
(
2019
).
5.
N.
Zibouche
,
A.
Kuc
, and
T.
Heine
,
Eur. Phys. J. B
85
,
49
(
2012
).
6.
I.
Milosevic
,
B.
Nikolic
,
E.
Dobardzic
,
M.
Damnjanovic
,
I.
Popov
, and
G.
Seifert
,
Phys. Rev. B
76
,
233414
(
2007
).
7.
G.
Seifert
,
H.
Terrones
,
M.
Terrones
,
G.
Jungnickel
, and
T.
Frauenheim
,
Solid State Commun.
114
,
245
248
(
2000
).
8.
J.
Kang
,
S.
Tongay
,
J.
Zhou
,
J. B.
Li
, and
J. Q.
Wu
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
012111
(
2013
).
9.
D.
Jariwala
,
V. K.
Sangwan
,
L. J.
Lauhon
,
T. J.
Marks
, and
M. C.
Hersam
,
ACS Nano
8
,
1102
1120
(
2014
).
10.
M.
Chhowalla
,
H. S.
Shin
,
G.
Eda
,
L. J.
Li
,
K. P.
Loh
, and
H.
Zhang
,
Nat. Chem.
5
,
263
275
(
2013
).
11.
M.
Serra
,
R.
Arenal
, and
R.
Tenne
,
Nanoscale
11
,
8073
8090
(
2019
).
12.
A. M.
Cook
,
B. M.
Fregoso
,
F.
de Juan
,
S.
Coh
, and
J. E.
Moore
,
Nat. Commun.
8
,
14176
(
2017
).
13.
R.
Levi
,
O.
Bitton
,
G.
Leitus
,
R.
Tenne
, and
E.
Joselevich
,
Nano Lett.
13
,
3736
3741
(
2013
).
14.
M.
Sugahara
,
H.
Kawai
,
Y.
Yomogida
,
Y.
Maniwa
,
S.
Okada
, and
K.
Yanagi
,
Appl. Phys. Express
9
,
075001
(
2016
).
15.
Y.
Yomogida
,
Y.
Miyata
, and
K.
Yanagi
,
Appl. Phys. Express
12
,
085001
(
2019
).
16.
M.
Strojnik
,
A.
Kovic
,
A.
Mrzel
,
J.
Buh
,
J.
Strle
, and
D.
Mihailovic
,
AIP Adv.
4
,
097114
(
2014
).
17.
S.
Fathipour
,
M.
Remskar
,
A.
Varlec
,
A.
Ajoy
,
R.
Yan
,
S.
Vishwanath
,
S.
Rouvimov
,
W. S.
Hwang
,
H. G.
Xing
,
D.
Jena
, and
A.
Seabaugh
,
Appl. Phys. Lett.
106
,
022114
(
2015
).
18.
H.
Kawai
,
M.
Sugahara
,
R.
Okada
,
Y.
Maniwa
,
Y.
Yomogida
, and
K.
Yanagi
,
Appl. Phys. Express
10
,
015001
(
2017
).
19.
C. Y.
Zhang
,
S.
Wang
,
L. J.
Yang
,
Y.
Liu
,
T. T.
Xu
,
Z. Y.
Ning
,
A.
Zak
,
Z. Y.
Zhang
,
R.
Tenne
, and
Q.
Chen
,
Appl. Phys. Lett.
100
,
243101
(
2012
).
20.
Y. J.
Zhang
,
M.
Onga
,
F.
Qin
,
W.
Shi
,
A.
Zak
,
R.
Tenne
,
J.
Smet
, and
Y.
Iwasa
,
2D Mater.
5
,
035002
(
2018
).
21.
O.
Brontvein
,
D. G.
Stroppa
,
R.
Popovitz-Biro
,
A.
Albu-Yaron
,
M.
Levy
,
D.
Feuerman
,
L.
Houben
,
R.
Tenne
, and
J. M.
Gordon
,
J. Am. Chem. Soc.
134
,
16379
16386
(
2012
).
22.
M. T.
Weng
,
M. Q.
Zhang
,
T.
Yanase
,
F.
Uehara
,
T.
Nagahama
, and
T.
Shimada
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
57
,
030304
(
2018
).
23.
H.
Kim
,
S. J.
Yun
,
J. C.
Park
,
M. H.
Park
,
J. H.
Park
,
K. K.
Kim
, and
Y. H.
Lee
,
Small
11
,
2192
2199
(
2015
).
24.
K.
Xu
,
F. M.
Wang
,
Z. X.
Wang
,
X. Y.
Zhan
,
Q. S.
Wang
,
Z. Z.
Cheng
,
M.
Safdar
, and
J.
He
,
ACS Nano
8
,
8468
8476
(
2014
).
25.
A.
Zak
,
L.
Sallacan-Ecker
,
A.
Margolin
,
M.
Genut
, and
R.
Tenne
,
Nano
4
,
91
98
(
2009
).
26.
C. S.
Guo
,
S.
Yin
,
M.
Yan
,
M.
Kobayashi
,
M.
Kakihana
, and
T.
Sato
,
Inorg. Chem.
51
,
4763
4771
(
2012
).
27.
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
9683
(
2013
).
28.
Y.
Li
,
A.
Chernikov
,
X.
Zhang
,
A.
Rigosi
,
H. M.
Hill
,
A. M.
van der Zande
,
D. A.
Chenet
,
E.-M.
Shih
,
J.
Hone
, and
T. F.
Heinz
,
Phys. Rev. B
90
,
205422
(
2014
).
29.
K. N.
Kang
,
K.
Godin
, and
E. H.
Yang
,
Sci. Rep.
5
,
13205
(
2015
).
30.
Y. H.
Chen
,
Y. P.
Li
,
Y. F.
Wang
,
T.
Tian
, and
L. C.
Qin
,
Mater. Res. Lett.
5
,
508
515
(
2017
).
31.
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
930
(
2014
).
32.
T.
Tsirlina
,
Y.
Feldman
,
M.
Homyonfer
,
J.
Sloan
,
J. L.
Hutchison
, and
R.
Tenne
,
Fullerene Sci. Technol.
6
,
157
165
(
1998
).
33.
Y.
Yomogida
,
Z.
Liu
,
Y.
Ichinose
, and
K.
Yanagi
,
ACS Omega
3
,
8932
8936
(
2018
).
34.
A.
Rawat
,
N.
Jena
,
D.
Dimple
, and
A.
De Sarkar
,
J. Mater. Chem. A
6
,
8693
8704
(
2018
).
35.
Y.
Yomogida
,
J.
Pu
,
H.
Shimotani
,
S.
Ono
,
S.
Hotta
,
Y.
Iwasa
, and
T.
Takenobu
,
Adv. Mater.
24
,
4392
4397
(
2012
).
36.
J.
Gusakova
,
X. L.
Wang
,
L. L.
Shiau
,
A.
Krivosheeva
,
V.
Shaposhnikov
,
V.
Borisenko
,
V.
Gusakov
, and
B. K.
Tay
,
Phys. Status Solidi A
214
,
1700218
(
2017
).
37.
A. G.
Kelly
,
T.
Hallam
,
C.
Backes
,
A.
Harvey
,
A. S.
Esmaeily
,
I.
Godwin
,
J.
Coelho
,
V.
Nicolosi
,
J.
Lauth
,
A.
Kulkarni
,
S.
Kinge
,
L. D. A.
Siebbeles
,
G. S.
Duesberg
, and
J. N.
Coleman
,
Science
356
,
69
72
(
2017
).
38.
D.
O'Suilleabhain
,
V.
Vega-Mayoral
,
A. G.
Kelly
,
A.
Harvey
, and
J. N.
Coleman
,
ACS Appl. Mater. Interfaces
11
,
8545
8555
(
2019
).
39.
T. M.
Higgins
,
S.
Finn
,
M.
Matthiesen
,
S.
Grieger
,
K.
Synnatschke
,
M.
Brohmann
,
M.
Rother
,
C.
Backes
, and
J.
Zaumseil
,
Adv. Funct. Mater.
29
,
1804387
(
2019
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.