[发明专利]一种新型三元化合物InGeTe3单晶的二维超薄材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种新型三元化合物InGeTe₃单晶的二维超薄材料及其制备方法，首先将In、Ge以及Te三种纯元素按照化学计量比进行混合后封入石英管，利用真空封管烧结技术制得InGeTe₃单晶，然后用思高胶带反复撕粘至思高胶带表面无明显起伏，再用热缓释胶带作为转移介质，将单晶转移到其上，再将热缓释胶带上的InGeTe₃单晶转移到硅片上，最后利用思高胶带对硅片上的InGeTe₃单晶反复撕粘多次，使其减薄，以得到InGeTe₃单晶的二维超薄材料。本发明根据热缓释胶带在一定温度下黏性消失的特性，可实现高效率，高产量的转移，保证了转移到硅片上的单晶数量和尺寸适中，为后续在硅片上的再次剥离以得到产率相对较高的超薄少层二维材料提供了保障。

技术领域

本发明属于超薄化合物材料的制备合成领域，特别涉及一种新型三元化合物InGeTe₃单晶的二维超薄材料及其制备方法。

背景技术

随着计算机科学技术的飞速发展，其基本单元场效应晶体管的尺寸越来越小，而传统的硅场效应晶体管因较强的短沟道效应而很难延续摩尔定律。二维材料因原子层薄，短沟道效应不明显而广受关注。二维材料因层内通过共价键连接，层间是微弱的范德华尔斯力，其载流子迁移和热量扩散都被限制在二维平面内，使得这种材料展现出许多奇特的性质。其带隙可调的特性在场效应管、光电器件、热电器件等领域应用广泛。如具有超高电子迁移率的石墨烯([1]Geim,A.K.,&Novoselov,K.S.(2007).The rise ofgraphene.Nature Materials,6(3),183–191.)，宽带隙的六方氮化硼([2]Watanabe,K.,Taniguchi,T.,Niiyama,T.,Miya,K.,&Taniguchi,M.(2009).Far-ultraviolet plane-emissionhandheld device based on hexagonal boron nitride.Nature Photonics,3(10),591–594.)，合适范围带隙的过渡金属硫化物([3]Radisavljevic,B.,Radenovic,A.,Brivio,J.,Giacometti,V.,&Kis,A.(2011).Single-layer MoS2 transistors.NatureNanotechnology,6(3),147–150.)以及全能材料黑鳞([4]Li,L.,Yu,Y.,Ye,G.J.,Ge,Q.,Ou,X.,Wu,H.,Zhang,Y.(2014).Black phosphorus field-effect transistors.NatureNanotechnology,9(5),372–377.)。但这些材料或多或少存在着本征的缺陷，如零带隙的石墨烯限制了其在光电器件的应用，六方氮化硼的绝缘性，低迁移率的过渡金属硫化物以及不稳定的黑鳞，使得越来越多的人开始探索新的材料种类以提升材料的功能。三元化合物因组成元素种类多，结构复杂，从而赋予这些材料一些新的功能。如高电子迁移率与量子振荡的Bi₂O₂Se([5]Wu,J.,Yuan,H.,Meng,M.,Chen,C.,Sun,Y.,Chen,Z.,Peng,H.(2017).Highelectron mobility and quantum oscillations in non-encapsulated ultrathinsemiconducting Bi₂O₂Se.Nature Nanotechnology,12(6),530–534.)、良好热电性能的Cr₂Ge₂Te₆([6]Yang,D.,Yao,W.,Chen,Q.,Peng,K.,Jiang,P.,Lu,X.,Zhou,X.(2016).Cr₂Ge₂Te₆:High Thermoelectric Performance from Layered Structure with HighSymmetry.Chemistry of Materials,28(6),1611–1615.)。这使得三元化合物越来越多的被人们所认识了解与研究。