[发明专利]一种In2

说明书

本发明涉及单晶制备技术领域，尤其涉及一种In₂Te₅单晶及其制备方法、In₂Te₅单晶薄膜及其制备方法与应用。所述In₂Te₅单晶的制备方法包括：将金属In和单质Te混合，得到混合原料；所述金属In和单质Te的摩尔比为1:5～10；将所述混合原料在真空条件下进行合成反应，所述合成反应的温度为720～750K；然后将反应所得体系降温至670～700K进行固液分离，得到In₂Te₅单晶。本发明制备的In₂Te₅单晶尺寸大、质量好，可用于制备高质量的In₂Te₅单晶薄膜，制得的In₂Te₅单晶薄膜可应用于光电探测器件、可饱和吸收体、润滑添加剂等领域。

技术领域

本发明涉及单晶制备技术领域，尤其涉及一种In₂Te₅单晶及其制备方法、 In₂Te₅单晶薄膜及其制备方法与应用。

背景技术

2004年，曼彻斯特大学的Geim团队成功分离了单层的石墨-石墨烯，开辟了二维材料研究的热潮。顾名思义，二维材料是指在一个维度上达到了纳米尺度的一类纳米材料，二维材料的电子仅能够在两个维度上自由运动，因此，二维材料通常具备许多奇特的物理化学性能，比如高的载流子迁移率、带隙随着厚度可以调控、高的强度以及各向异性。这些优异的物理化学性能使其在场效应晶体管、光探测器、偏振光电器件中展现了巨大的应用潜力。目前人类已经发现的二维材料有成百上千种，大致可以分为这样几类，单元素二维材料，包括石墨烯、黑磷、硅烯、锗烯、锡烯、锑烯等，主要集中在第IVA族和第VA族；双元二维材料，包括过渡金属硫族化合物、碳族化合物、氮族化合、IV-V族化合物、IV-VI族化合物等；还有近期发现的三元二维材料，比如Bi₂O₂Se、NiPS₃、Ta₂NiS₅等等。其中，双元二维材料是目前发现的最多的材料，当中的In₂Te₅单晶又因其优异的电子属性，应用的范围最广。

目前，关于In₂Te₅单晶的制备方法有磁控溅射法、布里奇曼法以及固相合成法，这些方法生长的单晶尺寸较小，质量一般，而且仅对该材料的热电性能及光学性能进行了研究，对于该材料的二维薄膜的制备及相关的性质与应用未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种In₂Te₅单晶及其制备方法、In₂Te₅单晶薄膜及其制备方法与应用，本发明制备的In₂Te₅单晶尺寸大、质量好，可用于制备高质量的In₂Te₅单晶薄膜，制得的In₂Te₅单晶薄膜可应用于光电探测器件、可饱和吸收体、润滑添加剂等领域。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种In₂Te₅单晶的制备方法，包括以下步骤：

将金属In和单质Te混合，得到混合原料；所述金属In和单质Te的摩尔比为1:5～10；

将所述混合原料在真空条件下进行合成反应，所述合成反应的温度为 720～750K；然后将反应所得体系降温至670～700K进行固液分离，得到 In₂Te₅单晶。

优选的，所述合成反应的保温时间为15～30h。

优选的，所述降温的时间为30～80h。