TY - JOUR A1 - Kaindl, Reinhard A1 - Bayer, Bernhard C. A1 - Resel, Roland A1 - Müller, Thomas A1 - Skakalova, Viera A1 - Habler, Gerlinde A1 - Abart, Rainer A1 - Cherevan, Alexey S. A1 - Eder, Dominik A1 - Blatter, Maxime A1 - Fischer, Fabian A1 - Meyer, Jannik C. A1 - Polyushkin, Dmitry K. A1 - Waldhauser, Wolfgang T1 - Growth, structure and stability of sputter-deposited MoS2 thin films JF - Beilstein Journal of Nanotechnology PY - 2017/// VL - 8 SP - 1115 EP - 1126 SN - 2190-4286 DO - 10.3762/bjnano.8.113 PB - Beilstein-Institut JA - Beilstein J. Nanotechnol. UR - https://doi.org/10.3762/bjnano.8.113 KW - electrode KW - hydrogen evolution reaction (HER) KW - magnetron sputter deposition KW - MoS2 KW - reticulated vitreous carbon (RVC) foam KW - SiO2/Si substrate N2 - Molybdenum disulphide (MoS2) thin films have received increasing interest as device-active layers in low-dimensional electronics and also as novel catalysts in electrochemical processes such as the hydrogen evolution reaction (HER) in electrochemical water splitting. For both types of applications, industrially scalable fabrication methods with good control over the MoS2 film properties are crucial. Here, we investigate scalable physical vapour deposition (PVD) of MoS2 films by magnetron sputtering. MoS2 films with thicknesses from ≈10 to ≈1000 nm were deposited on SiO2/Si and reticulated vitreous carbon (RVC) substrates. Samples deposited at room temperature (RT) and at 400 °C were compared. The deposited MoS2 was characterized by macro- and microscopic X-ray, electron beam and light scattering, scanning and spectroscopic methods as well as electrical device characterization. We find that room-temperature-deposited MoS2 films are amorphous, of smooth surface morphology and easily degraded upon moderate laser-induced annealing in ambient conditions. In contrast, films deposited at 400 °C are nano-crystalline, show a nano-grained surface morphology and are comparatively stable against laser-induced degradation. Interestingly, results from electrical transport measurements indicate an unexpected metallic-like conduction character of the studied PVD MoS2 films, independent of deposition temperature. Possible reasons for these unusual electrical properties of our PVD MoS2 thin films are discussed. A potential application for such conductive nanostructured MoS2 films could be as catalytically active electrodes in (photo-)electrocatalysis and initial electrochemical measurements suggest directions for future work on our PVD MoS2 films. ER - TY - JOUR AU - Bromley, R. A. AU - Murray, R. B. AU - Yoffe, A. D. JF - J. Phys. C: Solid State Phys. PY - 1972/// VL - 5 SP - 759 DO - 10.1088/0022-3719/5/7/007 ER - TY - JOUR AU - Mattheiss, L. F. JF - Phys. Rev. B PY - 1973/// VL - 8 SP - 3719 EP - 3740 DO - 10.1103/PhysRevB.8.3719 ER - TY - JOUR AU - Tao, J. AU - Chai, J. AU - Lu, X. AU - Wong, L. M. AU - Wong, T. I. AU - Pan, J. AU - Xiong, Q. AU - Chi, D. AU - Wang, S. JF - Nanoscale PY - 2015/// VL - 7 SP - 2497 EP - 2503 DO - 10.1039/C4NR06411A ER - TY - JOUR AU - Lin, Y.-C. AU - Dumcenco, D. O. AU - Huang, Y.-S. AU - Suenaga, K. JF - Nat. Nanotechnol. PY - 2014/// VL - 9 SP - 391 EP - 396 DO - 10.1038/nnano.2014.64 ER - TY - JOUR AU - Traill, R. J. JF - Can. Mineral. PY - 1963/// VL - 7 SP - 524 EP - 526 ER - TY - JOUR AU - Bronsema, K. D. AU - De Boer, J. L. AU - Jellinek, F. JF - Z. Anorg. Allg. Chem. PY - 1986/// VL - 540 SP - 15 EP - 17 DO - 10.1002/zaac.19865400904 ER - TY - JOUR AU - Novoselov, K. S. AU - Jiang, D. AU - Schedin, F. AU - Booth, T. J. AU - Khotkevich, V. V. AU - Morozov, S. V. AU - Geim, A. K. JF - Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. PY - 2005/// VL - 102 SP - 10451 EP - 10453 DO - 10.1073/pnas.0502848102 ER - TY - JOUR AU - Mak, K. F. AU - Lee, C. AU - Hone, J. AU - Shan, J. AU - Heinz, T. F. JF - Phys. Rev. Lett. PY - 2010/// VL - 105 SP - 136805 DO - 10.1103/PhysRevLett.105.136805 ER - TY - JOUR AU - Kim, S. AU - Konar, A. AU - Hwang, W.-S. AU - Lee, J. H. AU - Lee, J. AU - Yang, J. AU - Jung, C. AU - Kim, H. AU - Yoo, J.-B. AU - Choi, J. Y. AU - Jin, Y. W. AU - Lee, S. Y. AU - Jena, D. AU - Choi, W. AU - Kim, K. JF - Nat. Commun. PY - 2012/// VL - 3 SP - 1011 DO - 10.1038/ncomms2018 ER - TY - JOUR AU - Frey, G. L. AU - Elani, S. AU - Homyonfer, M. AU - Feldman, Y. AU - Tenne, R. JF - Phys. Rev. B PY - 1998/// VL - 57 SP - 6666 EP - 6671 DO - 10.1103/PhysRevB.57.6666 ER - TY - JOUR AU - Radisavljevic, B. AU - Radenovic, A. AU - Brivio, J. AU - Giacometti, V. AU - Kis, A. JF - Nat. Nanotechnol. PY - 2011/// VL - 6 SP - 147 EP - 150 DO - 10.1038/nnano.2010.279 ER - TY - JOUR AU - Yoon, J. AU - Park, W. AU - Bae, G.-Y. AU - Kim, Y. AU - Jang, H. S. AU - Hyun, Y. AU - Lim, S. K. AU - Kahng, Y. H. AU - Hong, W.-K. AU - Lee, B. H. AU - Ko, H. C. JF - Small PY - 2013/// VL - 9 SP - 3295 EP - 3300 DO - 10.1002/smll.201300134 ER - TY - JOUR AU - Wang, Q. H. AU - Kalantar-Zadeh, K. AU - Kis, A. AU - Coleman, J. N. AU - Strano, M. S. JF - Nat. Nanotechnol. PY - 2012/// VL - 7 SP - 699 EP - 712 DO - 10.1038/nnano.2012.193 ER - TY - JOUR AU - Benck, J. D. AU - Hellstern, T. R. AU - Kibsgaard, J. AU - Chakthranont, P. AU - Jaramillo, T. F. JF - ACS Catal. PY - 2014/// VL - 4 SP - 3957 EP - 3971 DO - 10.1021/cs500923c ER - TY - JOUR AU - Hinnemann, B. AU - Moses, P. G. AU - Bonde, J. AU - Jørgensen, K. P. AU - Nielsen, J. H. AU - Horch, S. AU - Chorkendorff, I. AU - Nørskov, J. K. JF - J. Am. Chem. Soc. PY - 2005/// VL - 127 SP - 5308 EP - 5309 DO - 10.1021/ja0504690 ER - TY - JOUR AU - Jaramillo, T. F. AU - Jørgensen, K. P. AU - Bonde, J. AU - Nielsen, J. H. AU - Horch, S. AU - Chorkendorff, I. JF - Science PY - 2007/// VL - 317 SP - 100 EP - 102 DO - 10.1126/science.1141483 ER - TY - JOUR AU - Karunadasa, H. I. AU - Montalvo, E. AU - Sun, Y. AU - Majda, M. AU - Long, J. R. AU - Chang, C. J. JF - Science PY - 2012/// VL - 335 SP - 698 EP - 702 DO - 10.1126/science.1215868 ER - TY - JOUR AU - Gao, M.-R. AU - Chan, M. K. Y. AU - Sun, Y. JF - Nat. Commun. PY - 2015/// VL - 6 SP - 7493 DO - 10.1038/ncomms8493 ER - TY - JOUR AU - Merki, D. AU - Fierro, S. AU - Vrubel, H. AU - Hu, X. JF - Chem. Sci. PY - 2011/// VL - 2 SP - 1262 EP - 1267 DO - 10.1039/C1SC00117E ER - TY - JOUR AU - Kong, D. AU - Wang, H. AU - Cha, J. J. AU - Pasta, M. AU - Koski, K. J. AU - Yao, J. AU - Cui, Y. JF - Nano Lett. PY - 2013/// VL - 13 SP - 1341 EP - 1347 DO - 10.1021/nl400258t ER - TY - JOUR AU - Lukowski, M. A. AU - Daniel, A. S. AU - Meng, F. AU - Forticaux, A. AU - Li, L. AU - Jin, S. JF - J. Am. Chem. Soc. PY - 2013/// VL - 135 SP - 10274 EP - 10277 DO - 10.1021/ja404523s ER - TY - JOUR AU - Zhan, Y. AU - Liu, Z. AU - Najmaei, S. AU - Ajayan, P. M. AU - Lou, J. JF - Small PY - 2012/// VL - 8 SP - 966 EP - 971 DO - 10.1002/smll.201102654 ER - TY - JOUR AU - Lee, Y.-H. AU - Zhang, X.-Q. AU - Zhang, W. AU - Chang, M.-T. AU - Lin, C.-T. AU - Chang, K.-D. AU - Yu, Y.-C. AU - Wang, J. T.-W. AU - Chang, C.-S. AU - Li, L.-J. AU - Lin, T.-W. JF - Adv. Mater. PY - 2012/// VL - 24 SP - 2320 EP - 2325 DO - 10.1002/adma.201104798 ER - TY - JOUR AU - Kang, K. AU - Xie, S. AU - Huang, L. AU - Han, Y. AU - Huang, P. Y. AU - Mak, K. F. AU - Kim, C.-J. AU - Muller, D. AU - Park, J. JF - Nature PY - 2015/// VL - 520 SP - 656 EP - 660 DO - 10.1038/nature14417 ER - TY - JOUR AU - Gatensby, R. AU - McEvoy, N. AU - Lee, K. AU - Hallam, T. AU - Berner, N. C. AU - Rezvani, E. AU - Winters, S. AU - O’Brien, M. AU - Duesberg, G. S. JF - Appl. Surf. Sci. PY - 2014/// VL - 297 SP - 139 EP - 146 DO - 10.1016/j.apsusc.2014.01.103 ER - TY - JOUR AU - Elibol, K. AU - Susi, T. AU - OBrien, M. AU - Bayer, B. C. AU - Pennycook, T. J. AU - McEvoy, N. AU - Duesberg, G. S. AU - Meyer, J. C. AU - Kotakoski, J. JF - Nanoscale PY - 2017/// VL - 9 SP - 1591 EP - 1598 DO - 10.1039/C6NR08958E ER - TY - JOUR AU - Kaindl, R. AU - Jakopic, G. AU - Resel, R. AU - Pichler, J. AU - Fian, A. AU - Fisslthaler, E. AU - Grogger, W. AU - Bayer, B. C. AU - Fischer, R. AU - Waldhauser, W. JF - Mater. Today: Proc. PY - 2015/// VL - 2 SP - 4247 EP - 4255 DO - 10.1016/j.matpr.2015.09.010 ER - TY - JOUR AU - Weatherup, R. S. AU - Baehtz, C. AU - Dlubak, B. AU - Bayer, B. C. AU - Kidambi, P. R. AU - Blume, R. AU - Schloegl, R. AU - Hofmann, S. JF - Nano Lett. PY - 2013/// VL - 13 SP - 4624 EP - 4631 DO - 10.1021/nl401601x ER - TY - JOUR AU - Ohashi, T. AU - Suda, K. AU - Ishihara, S. AU - Sawamoto, N. AU - Yamaguchi, S. AU - Matsuura, K. AU - Kakushima, K. AU - Sugii, N. AU - Nishiyama, A. AU - Kataoka, Y. AU - Natori, K. AU - Tsutsui, K. AU - Iwai, H. AU - Ogura, A. AU - Wakabayashi, H. JF - Jpn. J. Appl. Phys. PY - 2015/// VL - 54 DO - 10.7567/jjap.54.04dn08 ER - TY - JOUR AU - Liu, Y. J. AU - Hao, L. Z. AU - Gao, W. AU - Liu, Y. M. AU - Li, G. X. AU - Xue, Q. Z. AU - Guo, W. Y. AU - Yu, L. Q. AU - Wu, Z. P. AU - Liu, X. H. AU - Zeng, H. Z. AU - Zhu, J. JF - RSC Adv. PY - 2015/// VL - 5 SP - 74329 EP - 74335 DO - 10.1039/C5RA11454C ER - TY - JOUR AU - Bichsel, R. AU - Buffat, P. AU - Levy, F. JF - J. Phys. D: Appl. Phys. PY - 1986/// VL - 19 SP - 1575 EP - 1585 DO - 10.1088/0022-3727/19/8/025 ER - TY - JOUR AU - Li, H. AU - Zhang, Q. AU - Yap, C. C. R. AU - Tay, B. K. AU - Edwin, T. H. T. AU - Olivier, A. AU - Baillargeat, D. JF - Adv. Funct. Mater. PY - 2012/// VL - 22 SP - 1385 EP - 1390 DO - 10.1002/adfm.201102111 ER - TY - JOUR AU - Zhang, X. AU - Qiao, X.-F. AU - Shi, W. AU - Wu, J.-B. AU - Jiang, D.-S. AU - Tan, P.-H. JF - Chem. Soc. Rev. PY - 2015/// VL - 44 SP - 2757 EP - 2785 DO - 10.1039/C4CS00282B ER - TY - JOUR AU - Mignuzzi, S. AU - Pollard, A. J. AU - Bonini, N. AU - Brennan, B. AU - Gilmore, I. S. AU - Pimenta, M. A. AU - Richards, D. AU - Roy, D. JF - Phys. Rev. B PY - 2015/// VL - 91 SP - 195411 DO - 10.1103/PhysRevB.91.195411 ER - TY - JOUR AU - Serrao, C. R. AU - Diamond, A. M. AU - Hsu, S.-L. AU - You, L. AU - Gadgil, S. AU - Clarkson, J. AU - Carraro, C. AU - Maboudian, R. AU - Hu, C. AU - Salahuddin, S. JF - Appl. Phys. Lett. PY - 2015/// VL - 106 SP - 52101 DO - 10.1063/1.4907169 ER - TY - BOOK T1 - CRC Handbook of Chemistry and Physics PY - 2011/// PB - Taylor & Francis CY - Boca Raton, FL, U.S.A. A2 - Haynes, W. M. ER - TY - JOUR AU - Zhang, X. AU - Lauwerens, W. AU - He, J. AU - Celis, J.-P. JF - J. Vac. Sci. Technol., A PY - 2003/// VL - 21 SP - 416 DO - 10.1116/1.1545757 ER - TY - JOUR AU - Papadimitropoulos, G. AU - Vourdas, N. AU - Kontos, A. AU - Vasilopoulou, M. AU - Kouvatsos, D. N. AU - Boukos, N. AU - Gasparotto, A. AU - Barreca, D. AU - Davazoglou, D. JF - Phys. Status Solidi C PY - 2015/// VL - 12 SP - 969 EP - 974 DO - 10.1002/pssc.201510031 ER - TY - JOUR AU - Michaelis, F. B. AU - Weatherup, R. S. AU - Bayer, B. C. AU - Bock, M. C. D. AU - Sugime, H. AU - Caneva, S. AU - Robertson, J. AU - Baumberg, J. J. AU - Hofmann, S. JF - ACS Appl. Mater. Interfaces PY - 2014/// VL - 6 SP - 4025 EP - 4032 DO - 10.1021/am405460r ER - TY - JOUR AU - Bayer, B. C. AU - Bosworth, D. A. AU - Michaelis, F. B. AU - Blume, R. AU - Habler, G. AU - Abart, R. AU - Weatherup, R. S. AU - Kidambi, P. R. AU - Baumberg, J. J. AU - Knop-Gericke, A. AU - Schloegl, R. AU - Baehtz, C. AU - Barber, Z. H. AU - Meyer, J. C. AU - Hofmann, S. JF - J. Phys. Chem. C PY - 2016/// VL - 120 SP - 22571 EP - 22584 DO - 10.1021/acs.jpcc.6b01555 ER - TY - JOUR AU - Kim, H.-M. AU - Fukumoto, T. AU - Hayashi, S. AU - Yamamoto, K. JF - J. Phys. Soc. Jpn. PY - 1994/// VL - 63 SP - 2194 EP - 2201 DO - 10.1143/JPSJ.63.2194 ER - TY - JOUR AU - Seguin, L. AU - Figlarz, M. AU - Cavagnat, R. AU - Lassègues, J.-C. JF - Spectrochim. Acta, Part A: Mol. Biomol. Spectrosc. PY - 1995/// VL - 51 SP - 1323 EP - 1344 DO - 10.1016/0584-8539(94)00247-9 ER - TY - JOUR AU - Kang, J. AU - Liu, W. AU - Banerjee, K. JF - Appl. Phys. Lett. PY - 2014/// VL - 104 SP - 93106 DO - 10.1063/1.4866340 ER - TY - JOUR AU - Taniguchi, K. AU - Matsumoto, A. AU - Shimotani, H. AU - Takagi, H. JF - Appl. Phys. Lett. PY - 2012/// VL - 101 SP - 42603 DO - 10.1063/1.4740268 ER - TY - JOUR AU - Pu, J. AU - Yomogida, Y. AU - Liu, K.-K. AU - Li, L.-J. AU - Iwasa, Y. AU - Takenobu, T. JF - Nano Lett. PY - 2012/// VL - 12 SP - 4013 EP - 4017 DO - 10.1021/nl301335q ER - TY - JOUR AU - Kim, I. S. AU - Sangwan, V. K. AU - Jariwala, D. AU - Wood, J. D. AU - Park, S. AU - Chen, K.-S. AU - Shi, F. AU - Ruiz-Zepeda, F. AU - Ponce, A. AU - Jose-Yacaman, M. AU - Dravid, V. P. AU - Marks, T. J. AU - Hersam, M. C. AU - Lauhon, L. J. JF - ACS Nano PY - 2014/// VL - 8 SP - 10551 EP - 10558 DO - 10.1021/nn503988x ER - TY - JOUR AU - McDonnell, S. AU - Addou, R. AU - Buie, C. AU - Wallace, R. M. AU - Hinkle, C. L. JF - ACS Nano PY - 2014/// VL - 8 SP - 2880 EP - 2888 DO - 10.1021/nn500044q ER - TY - JOUR AU - Wang, X. AU - Shen, X. AU - Wang, Z. AU - Yu, R. AU - Chen, L. JF - ACS Nano PY - 2014/// VL - 8 SP - 11394 EP - 11400 DO - 10.1021/nn505501v ER - TY - JOUR AU - Suh, J. AU - Park, T.-E. AU - Lin, D.-Y. AU - Fu, D. AU - Park, J. AU - Jung, H. J. AU - Chen, Y. AU - Ko, C. AU - Jang, C. AU - Sun, Y. AU - Sinclair, R. AU - Chang, J. AU - Tongay, S. AU - Wu, J. JF - Nano Lett. PY - 2014/// VL - 14 SP - 6976 EP - 6982 DO - 10.1021/nl503251h ER - TY - JOUR AU - Xie, J. AU - Zhang, J. AU - Li, S. AU - Grote, F. AU - Zhang, X. AU - Zhang, H. AU - Wang, R. AU - Lei, Y. AU - Pan, B. AU - Xie, Y. JF - J. Am. Chem. Soc. PY - 2013/// VL - 135 SP - 17881 EP - 17888 DO - 10.1021/ja408329q ER - TY - JOUR AU - Tongay, S. AU - Zhou, J. AU - Ataca, C. AU - Liu, J. AU - Kang, J. S. AU - Matthews, T. S. AU - You, L. AU - Li, J. AU - Grossman, J. C. AU - Wu, J. JF - Nano Lett. PY - 2013/// VL - 13 SP - 2831 EP - 2836 DO - 10.1021/nl4011172 ER - TY - JOUR AU - Friedrich, J. M. AU - Ponce-de-León, C. AU - Reade, G. W. AU - Walsh, F. C. JF - J. Electroanal. Chem. PY - 2004/// VL - 561 SP - 203 EP - 217 DO - 10.1016/j.jelechem.2003.07.019 ER - TY - JOUR AU - Walsh, F. C. AU - Arenas, L. F. AU - Ponce de León, C. AU - Reade, G. W. AU - Whyte, I. AU - Mellor, B. G. JF - Electrochim. Acta PY - 2016/// VL - 215 SP - 566 EP - 591 DO - 10.1016/j.electacta.2016.08.103 ER - TY - JOUR AU - Blatter, M. AU - Sugnaux, M. AU - Comninellis, C. AU - Nealson, K. AU - Fischer, F. JF - ChemSusChem PY - 2016/// VL - 9 SP - 1570 EP - 1574 DO - 10.1002/cssc.201600459 ER - TY - JOUR AU - Elibol, K. AU - Bayer, B. C. AU - Hummel, S. AU - Kotakoski, J. AU - Argentero, G. AU - Meyer, J. C. JF - Sci. Rep. PY - 2016/// VL - 6 SP - 28485 DO - 10.1038/srep28485 ER -