[发明专利]二维层状材料异质结堆叠序列的检测方法及光谱测量系统

说明书

本发明实施例提供一种二维层状材料异质结堆叠序列的检测方法及光谱测量系统，该方法包括：采集待检测异质结中单层层状材料区域和异质结区域在不同转动角度下分别对应的二次谐波光谱；提取二次谐波光谱中的单层层状材料区域和异质结区域在不同转动角度下分别对应的二次谐波信号峰值；根据二次谐波信号峰值获取第一极坐标分布图和第二极坐标分布图；比对第一极坐标分布图与第二极坐标分布图中二次谐波信号强度的大小，获得异质结的堆叠序列检测结果。本发明实施例通过利用层状材料堆叠为中心对称结构时，二次谐波信号为零的特点，采用光学手段作为探针，降低了对异质结样品的要求，无需将样品转移到目载网上，检测方法简便，实现快速无损检验。

技术领域

本发明实施例涉及材料技术领域，更具体地，涉及一种二维层状材料异质结堆叠序列的检测方法及光谱测量系统。

背景技术

二维层状材料的制备方法包括化学气相沉积和机械剥离两种，通常机械剥离出的样品尺寸在几个微米左右，而化学气相沉积的方法可以合成尺寸在百微米级的样品。人们通过转移的方法将两种单层层状材料堆叠在一起，然而由于材料的晶轴取向无法用肉眼分辨，导致组成的异质结的堆叠序列是较为随机的。因此，为了确定异质结堆叠序列，现有技术中通常采用高清分辨的透射电镜来检测完成。然而这种方法对于样品要求高，且需要将样品转移在目载网上，工艺比较复杂。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的二维层状材料异质结堆叠序列的检测方法及光谱测量系统。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种二维层状材料异质结堆叠序列的检测方法，该方法包括：采集待检测异质结中单层层状材料区域和异质结区域在不同转动角度下分别对应的二次谐波光谱；提取二次谐波光谱中的单层层状材料区域和异质结区域在不同转动角度下分别对应的二次谐波信号峰值；根据二次谐波信号峰值获取第一极坐标分布图和第二极坐标分布图；其中，第一极坐标分布图用于表示不同转动角度对应的单层层状材料区域的二次谐波信号强度，第二极坐标分布图用于表示不同转动角度对应的异质结区域的二次谐波信号强度；比对第一极坐标分布图与第二极坐标分布图中二次谐波信号强度的大小，获得异质结的堆叠序列检测结果。

根据本发明实施例第二方面，提供了一种用于第一方面提供的二维层状材料异质结堆叠序列的检测方法的光谱测量系统，该系统包括：激发光路、显微镜、样品台和光谱采集系统；激发光路用于激发飞秒级脉冲激光；样品台用于承载待检测异质结的样品，并通过旋转以使样品位于不同的转动角度；显微镜用于将脉冲激光聚焦至样品，并对样品成像；光谱采集系统用于采集样品在不同的转动角度下的二次谐波光谱。

本发明实施例提供的二维层状材料异质结堆叠序列的检测方法及光谱测量系统，通过提取单层层状材料和异质结区域在不同转动角度下的二次谐波信号峰值，基于二次谐波信号峰值获取第一极坐标分布图和第二极坐标分布图，最后比对第一极坐标分布图与第二极坐标分布图中二次谐波信号强度的大小，利用层状材料堆叠为中心对称结构时，二次谐波信号为零的特点，获得异质结的堆叠序列检测结果，相比于现有技术中采用高清分辨的透射电镜的方式，通过采用光学手段作为探针，降低了对异质结样品的要求，无需将样品转移到目载网上，检测方法简便，实现快速无损检验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的二维层状材料异质结堆叠序列的检测方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的用于二维层状材料异质结堆叠序列的检测方法的光谱测量系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的30度堆叠角度的WS₂/WSe₂异质结测量样品的显微镜下的光学示意图；