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(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CN105420815A(43)申请公布日2016.03.23(21)申请号201610009580.XC30B23/00(2006.01)(22)申请日2016.01.07(71)申请人中国科学院理化技术研究所地址100190北京市海淀区中关村东路29号(72)发明人孟祥敏夏静李玄泽朱丹丹王磊(74)专利代理机构北京正理专利代理有限公司11257代理人张文祎赵晓丹(51)Int.Cl.C30B29/46(2006.01)C30B29/64(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称一种可控制备正交相硫化亚锡二维单晶纳米片的方法(57)摘要本发明公开一种可控制备正交相硫化亚锡(SnS)二维单晶纳米片的方法。该方法包括将衬底置于水平管式炉的加热中心下游,距离加热中心8-20cm,将SnS粉末放入耐高温容器中,将容器置于水平管式炉的加热中心;对管式炉抽真空,待炉内压强降至0.1Pa时,充入不活泼气体使管式炉腔内压强回到20-300Torr,并保持气体流速在20-200sccm间;将水平管式炉加热中心升温至600-800℃,反应时间为5-30分钟,待管式炉腔内温度自然降温到室温后,取出衬底,衬底表面即生长有硫化亚锡二维单晶纳米片。该法操作简单、成本较低、可控性较强,获得的SnS具有尺寸大、均匀性好、结晶度高等优点,在场效应晶体管、光电探测器、光催化制氢、锂离子电池等领域中具有重要的研究价值和广泛的应用前景。CN105420815ACN105420815A权利要求书1/1页1.一种可控制备正交相硫化亚锡二维单晶纳米片的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:1)选取具有原子级平整光滑的衬底作为SnS的生长衬底;2)将衬底置于水平管式炉的加热中心下游,距离加热中心8-20cm,将SnS粉末放入耐高温容器中,将耐高温容器置于水平管式炉的加热中心;3)对管式炉抽真空,待炉内压强降至0.1Pa时,充入不活泼气体使管式炉腔内压强回到一定真空环境,并保持不活泼气体流速在20-200sccm间;4)将水平管式炉加热中心升温至600-800℃,升温速率保持为5-20℃/min间,反应时间为5-30分钟;5)反应结束后,待管式炉腔内温度自然降温到室温后,取出衬底,衬底表面即生长SnS二维单晶纳米片。2.根据权利要求1所述的可控制备正交相SnS二维单晶纳米片的方法,其特征在于:步骤1)中,所述衬底为云母片或者蓝宝石。3.根据权利要求2所述的可控制备正交相SnS二维单晶纳米片的方法,其特征在于:步骤1)中,所述衬底为氟金云母片,并将氟金云母片从中间自然解理成两薄片,选取新的解理面作为生长面。4.根据权利要求1所述的可控制备正交相SnS二维单晶纳米片的方法,其特征在于:步骤2)中,所述SnS粉末为高纯SnS粉末,纯度不低于99%。5.根据权利要求1所述的可控制备正交相SnS二维单晶纳米片的方法,其特征在于:步骤2)中,所述耐高温容器为陶瓷舟、刚玉舟或者石英舟。6.根据权利要求1所述的可控制备正交相SnS二维单晶纳米片的方法,其特征在于:步骤3)中,所述一定真空环境指腔内压强为20-300Torr。7.根据权利要求1所述的可控制备正交相SnS二维单晶纳米片的方法,其特征在于:步骤3)中,所述不活泼气体为氮气、氦气或氖气。8.一种采用如权利要求1-7任一所述的制备方法制备得到正交相硫化亚锡二维单晶纳米片。9.如权利要求8所述的正交相硫化亚锡二维单晶纳米片在制作光电器件、太阳能电池、场效应晶体管、可见光探测器领域中的应用。2CN105420815A说明书1/7页一种可控制备正交相硫化亚锡二维单晶纳米片的方法技术领域[0001]本发明涉及二维半导体技术领域。更具体地,涉及一种可控制备正交相硫化亚锡(SnS)二维单晶纳米片的方法。背景技术[0002]范德瓦尔斯晶体是最近几年兴起的一类新型材料,其显著特征是分子层内以较强的共价键结合,而分子层之间则是依靠较弱的范德瓦尔斯作用力链接在一起。这个特征使这类材料容易形成超薄二维结构,其厚度甚至可以达到单分子层或者几个分子层的厚度。超薄的二维结构与原子级的光滑平面使其相对于体材料更利于静电调控,利于发展沟道更短、栅极更小的电子器件,最终形成高度集成的低功耗电子电路。此外,研究证明超薄二维结构拥有优异的力学性能,因此这些二维材料在超薄、超轻可折叠光电器件中拥有巨大的应用潜力。最近,二维材料的研究从传统的类金属性质的石墨烯扩展到其它二维材料,例如二维半导体材料二硫化钼、二硒化钼、二硫化锡、黑磷等,其中IV-VI族金属一硫化合物格外引人注目。相对于石墨烯,这些半导体材料有着理想的带隙结构,这一特征使它们在微电子及光电子领域具有更大的应用前景