MoTe2 Thin Films Synthesized by Solid State Reactions between Mo and Te Thin Films

Abstract

MoTe2 layers are obtained by solid state reactions – induced by annealing – between the Mo and Te constituents in the form of thin films, sequentially deposited (Mo/Te/…/Mo). The films are investigated by X-ray diffraction analysis, scanning and transmission electron microscopy (SEM, TEM), photoelectron spectroscopy (XPS), optical absorption, and electrical resistivity measurements. It is found that the films are nearly stoichiometric although there is Te deficiency. MoTe2 in hexagonal form is obtained by annealing for 24 h at 823 K. The films are well crystallized. The c-axis of the crystallites is perpendicular to the plane of the glass substrate. The surface of the films is smooth and their optical properties are in good agreement with those of the single crystals. Electrical properties are discussed in terms of an Mo excess segregation at the grain boundary. Après dépôt par évaporation de fines couches superposées de molybdène et de tellure (Mo/Te/…/Mo), un recuit de ces structures permet l'obtention de couches minces de MoTe2. Les couches ont été caractérisées par diffraction de rayons X, spectroscopie de photoélectrons (XPS), microscopie électronique à balayage et à transmission (MEB, MET), absorption optique et par étude de l'évolution de leur résistivité en fonction de la température. On montre que les couches sont proches de la stoechiométrie, quoiqu'elles soient légèrement déficitaire en tellure. Les couches cristallisent, par recuit de 24 h à 823 K, dans la structure hexagonale attendue. Dans le cas de dépôts sur verre les cristallites sont orientés de telle façon que leur axe-c soit perpendiculaire au plan du substrat. La surface des couches est lisse et leurs propriétés optiques sont en bon accord avec celles des monocristaux. Les propriétés électriques sont interprétées en supposant qu'il y a accumulation de l'excès de molybdène au niveau des joints de grains.