一种自支撑二维硒氧化物纳米片阵列及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114197051A(43)申请公布日2022.03.18(21)申请号202111493079.2B82Y30/00(2011.01)(22)申请日2021.12.08(71)申请人电子科技大学长三角研究院（湖州）地址313000浙江省湖州市西塞山路819号科技创新综合体B1幢(72)发明人乔梁丁翔(74)专利代理机构成都东恒知盛知识产权代理事务所(特殊普通合伙)51304代理人李英(51)Int.Cl.C30B29/46(2006.01)C30B25/02(2006.01)C30B33/00(2006.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称一种自支撑二维硒氧化物纳米片阵列及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种自支撑二维硒氧化物晶体阵列的制备方法，属于半导体材料技术领域。其包括以下步骤：采用硒化铋粉末作为硒化材料置于管式炉上游低温区，利用低温蒸发将其气化，通过载气氩气把硒化铋带到中心高温区与氧化铋进行气相化学反应并沉积到下游低温区氯化钠单晶衬底，形成外延取向一致的二维硒氧化铋晶体阵列。随后通过在材料表面旋涂有机聚合物并加热，待其固化后在去离子水中将氯化钠单晶衬底溶解，获得粘有自支撑二维硒氧化铋阵列的有机聚合物膜并可以转移到其他衬底上去。本发明方法解决了二维硒氧化物纳米片阵列的制备问题和之后的转移问题，有望将这种新兴材料应用于柔性器件，发展到可穿戴设备上，具有广阔的应用前景。CN114197051ACN114197051A权利要求书1/1页1.一种自支撑二维硒氧化物纳米片阵列的制备方法，包括以下步骤：采用氧化铋和硒化铋为原料，在氯化钠单晶衬底上通过化学气相沉积生长得到二维硒氧化铋纳米片阵列并通过湿法转移到其他衬底上。2.根据权利要求1所述的自支撑二维硒氧化物纳米片阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将气相沉积设备加热段依次分为上游低温区、中心高温区和下游低温区，其中硒化铋置于上游低温区，氧化铋置于中心高温区，氯化钠单晶置于下游低温区；(2)通过化学气相沉积在下游低温区衬底上都能生成得到二维硒氧化物纳米片阵列；(3)通过在长有二维硒氧化物纳米片阵列的氯化钠衬底上旋涂有机聚合物并加热，待其固化后在去离子水中将氯化钠单晶衬底溶解，获得粘有自支撑二维硒氧化物纳米片阵列的有机聚合物膜。3.根据权利要求2所述的自支撑二维硒氧化物纳米片阵列的制备方法，其特征在于，步骤(1)中硒化铋和氧化铋的质量比为(1.5‑3):1。4.根据权利要求2所述的自支撑二维硒氧化物纳米片阵列的制备方法，其特征在于，步骤(1)中上游低温区温度为500‑600℃。5.根据权利要求2所述的自支撑二维硒氧化物纳米片阵列的制备方法，其特征在于，步骤(1)中中心高温区的温度为550‑650℃。6.根据权利要求2所述的自支撑二维硒氧化物纳米片阵列的制备方法，其特征在于，步骤(1)中下游沉积区的温度为450‑500℃。7.根据权利要求2所述的自支撑二维硒氧化物纳米片阵列的制备方法，其特征在于，步骤(1)中氯化钠单晶衬底作为二维硒氧化物纳米片阵列生长的衬底。8.根据权利要求2所述的自支撑二维硒氧化物纳米片阵列的制备方法，其特征在于，步骤(2)中反应条件为：在惰性气体保护下，通入载气，在标准大气压下，气相沉积处理10‑50分钟。9.根据权利要求6所述的自支撑二维硒氧化物纳米片阵列的制备方法，其特征在于，载气为氩气或氮气，其流量为50‑100sccm。10.一种根据权利要求1‑9任一项所述方法制备的自支撑二维硒氧化物纳米片阵列。2CN114197051A说明书1/6页一种自支撑二维硒氧化物纳米片阵列及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及外延硒氧化物纳米片阵列制备与转移技术领域，特别涉及一种自支撑二维硒氧化铋纳米片阵列及其制备方法。背景技术[0002]1950年以来，单晶硅一直是微电子行业半导体的领跑者。遵循摩尔定律，硅基电子产品也面临着越来越多的挑战，例如载流子迁移率降低和亚10nm节点的短沟道效应的增加。为了克服这些缺点，二维(2D)半导体因其固有的原子厚度、柔韧性和无悬挂键表面而成为下一代电子产品最具竞争力的候选材料之一。[0003]在所有二维半导体中，空气稳定和高迁移率的二维硒氧化铋(Bi2O2Se)半导体是一种新型三元材料，具有非常突出的电学和稳定性的优势，使其在电子行业中尤其受到欢迎。首先，它表现出超高的载流子迁移率、合适的带隙、出色的稳定性和优异的机械性能。除此之外，它可以在高温下与氧等离子体或氧反应，形成高介电常数天然氧化物Bi2SeO5。Bi2SeO5与Bi2O2Se形成原子级尖锐的界面，可直接用作栅极电介质。此外，Bi2