[发明专利]过渡金属二硫属化物原子层带和纳米带的水分调控生长方法

说明书

一种原子层纳米带的制作方法，包括：形成双原子层带，该双原子层带具有第一单层和位于所述第一单层的表面上的第二单层，其中，第一单层和第二单层分别包含过渡金属二硫属化物材料；氧化第一单层的至少一部分以提供氧化部分；以及去除氧化部分以提供过渡金属二硫属化物材料的原子层纳米带。还提供了根据上述方法制备的双原子层带、双原子层纳米带和单原子层纳米带。

相关申请的交叉引用

本申请是2020年6月25日提交的题为“METHOD FOR GROWTH OF ATOMIC LAYERRIBBONS AND NANORIBBONS OF TRANSITION METAL DICHALCOGENIDES”的美国专利申请No.16/912,077的部分继续申请，该美国专利申请要求2020年4月16日提交的题为“METHODFOR GROWTH OF ATOMIC LAYER RIBBONS AND NANORIBBONS OF TRANSITION METALDICHALCOGENIDES”的美国临时申请No.63/011,075的优先权。本申请同样要求美国临时申请No.63/011,075的优先权。这些申请的内容明确地通过引用整体并入本文。

背景技术

原子级薄(即二维)材料(诸如石墨烯和过渡金属二硫属化物(TMD))因其小尺寸而在基础科学和实际应用中都激发了浓厚兴趣，这提供了令人感兴趣的物理和化学特性并进而提供了独特应用。在单晶薄片、大面积薄膜中以及直接以特定图案合成原子薄TMD的方法已经在例如Li等发表的“Surfactant-Mediated Growth and Patterning of AtomicallyThin Transition Metal Dichalcogenides”，ACS Nano，2020年第10期，6570-6581页和2020年11月10日公开的美国专利No.10,832,906中进行了描述，这些文献的内容明确地通过引用整体并入本文。特别地，根据理论预测，与二维片材相比，在二维平面内具有额外空间限制(即带状形态，长宽比一般大于1000)和更显著的边缘效应的TMD带和纳米带具有提供甚至更前所未有的特性的潜力。因此，亟需提供原子级薄TMD带和纳米带的合成和制作方法。

发明内容

本公开涉及一种TMD材料的原子层带和纳米带的制备方法。根据一些方面，该方法包括形成双原子层带，该双原子层带包括第一单层和设置在第一单层的表面上的第二单层，以及移除双原子层带的至少一部分以提供如本文所述的TMD材料的原子层纳米带。根据一些方面，形成双原子层带可以包含使两种或更多种前体粉末与具有特定水分含量的气体接触。本公开还涉及根据本文所述的方法制备的双原子层带和纳米带以及单原子层纳米带。

附图说明

图1A示出根据本公开的方法中CVD生长的示例性示意图。

图1B示出根据本公开的方法中CVD生长的示例性示意图。

图2A示出根据本公开各方面的示例双原子层带。

图2B示出图2A的双原子层带的示例性横截面图。

图3A示出根据本公开各方面的示例双原子层带。

图3B示出图3A的双原子层带的示例性横截面图。

图4A示出根据本公开各方面的TMD材料的示例双原子层纳米带。

图4B示出图4A的双原子层纳米带的示例性横截面图。

图5A示出根据本公开各方面的双原子层带的示例性横截面图。

图5B示出根据本公开各方面的单原子层纳米带的示例性横截面图。

图6A示出根据实施例I制备的双原子层带的扫描电子显微镜(SEM)图像。

图6B示出根据实施例I制备的双原子层带的SEM图像。