[发明专利]一种二维Cd7

说明书

本发明属于纳米半导体材料相关技术领域，其公开了一种二维Cd₇Te₇Cl₈O₁₇晶体材料及其制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将水平管式炉的反应区划分为上游低温区、中心温区和下游沉积区，并将氯化镉、碲粉和硒粉作为前驱体置于上游低温区；(2)氯化镉、碲粉和硒粉反应生成Cd₇Te₇Cl₈O₁₇晶体材料后，采用载气将Cd₇Te₇Cl₈O₁₇晶体材料带入下游沉积区，以在位于下游沉积区的衬底上进行沉积，由此得到二维Cd₇Te₇Cl₈O₁₇晶体材料。本发明将硒粉作为氧化剂，能够促进生成Cd₇Te₇Cl₈O₁₇的反应，避免生成副产物碲化镉，实现制备过程的可控，同时本发明将衬底设置在下游沉积区，与中心温区保持一定的距离，能够避免中心温区温度过高而破坏衬底。

技术领域

本发明属于纳米半导体材料相关技术领域，更具体地，涉及一种二维 Cd₇Te₇Cl₈O₁₇晶体材料及其制备方法。

背景技术

近年来，由于在功能电子学中的应用，二维铁电材料的研究引起了人们的广泛兴趣。不受尺寸效应限制、具有稳定层状结构和更低表面能的二维材料有望突破超薄铁电体增强的去极化场限制，从而为低维铁电开辟了一条道路，使得超高密度器件成为可能，并延续摩尔定律。虽然对潜在的二维铁电材料进行了大量的理论研究，成功地预测了许多具有本征铁电的二维材料(Nature Materials 2020,19(1),1-6)，但还需要在实验上完成更多工作，因为二维铁电材料被证明是罕见的。到目前为止，类似α-In₂Se₃(Nano Lett.2017,17,5508-5513)和CuInP₂S₆(Nat.Commun.2016,7,12357)等二维铁电材料在实验上被发现的不超过10种，因此大量的二维铁电材料正在等待被挖掘和探究。

Cd₇Te₇Cl₈O₁₇晶体材料具有非中心对称的晶体结构以及自发和可切换的静电极化，并且居里温度超过室温，在二维铁电领域具有巨大的应用潜力。然而，关于二维Cd₇Te₇Cl₈O₁₇晶体材料的研究却鲜有报道，主要受制于二维Cd₇Te₇Cl₈O₁₇晶体材料的合成技术难题。目前已经报道的 Cd₇Te₇Cl₈O₁₇晶体材料合成策略只有通过固相反应制备出针状单晶(Inorganic Chemistry 2006,45(2),717)，但难以通过进一步剥离获得高质量的二维结构，同时这种合成策略缺乏对二维Cd₇Te₇Cl₈O₁₇晶体材料在厚度和形貌上的调控，这限制了对二维Cd₇Te₇Cl₈O₁₇晶体材料的进一步研究和应用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种二维 Cd₇Te₇Cl₈O₁₇晶体材料及其制备方法，所述方法通过将氯化镉、碲粉和硒粉作为前驱体，并将反应区与沉积区进行空间隔离，相应能够降低反应温度，并避免衬底发生破坏，因而尤其适用于二维晶体材料制备之类的应用场合。