[发明专利]一种二维磁性Fe3

权利要求书

1.一种二维磁性Fe₃O₄单晶纳米片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将Fe₂O₃粉末与助熔剂按照10：1的质量比混合作为第一前驱体，放置在水平管式炉的下游高温区，并将衬底置于第一前驱体正上方；

步骤二：将FeCl₃·6H₂O作为第二前驱体，放置在水平管式炉的上游低温区；

步骤三：向水平管式炉中通入氩氢混合气，将下游高温区加热至600-750℃，上游低温区加热至240-310℃，在氩氢混合气的氛围中保温10-20min，自然冷却至室温，在所述衬底上得到二维磁性Fe₃O₄单晶纳米片。

2.根据权利要求1所述的二维磁性Fe₃O₄单晶纳米片的制备方法，其特征在于，所述助熔剂为NaCl，所述衬底为蓝宝石或者云母片。

3.根据权利要求1所述的二维磁性Fe₃O₄单晶纳米片的制备方法，其特征在于，所述第一前驱体和第二前驱体之间距离为30-40cm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的二维磁性Fe₃O₄单晶纳米片的制备方法，其特征在于，所述Fe₃O₄单晶纳米片为厚度10-100nm的正三角形结构，三角形的边长为5-50μm。

5.一种电学器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将采用权利要求1-4任一项的制备方法获得的Fe₃O₄单晶纳米片转移到衬底表面；

步骤二：在Fe₃O₄单晶纳米片表面设计合适的电极图案，利用电子束光刻进行曝光；

步骤三：制备器件的金属电极，利用热蒸镀方法进行电极的蒸镀，金属电极材料为金，电极厚度为30-100nm。

6.根据权利要求5所述的电学器件的制备方法，其特征在于，所述衬底为带有285nm氧化层的硅片，所述纳米片转移方法为在水蒸气辅助下利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)将纳米片从生长衬底处拾取并转移到所述硅片上，所述硅片在进行转移时放置在温度为120℃的热板上，转移后自然冷却至室温。

7.根据权利要求5所述的电学器件的制备方法，其特征在于，所述步骤二，在电子束光刻之前先在衬底上旋涂一层光刻胶，所述光刻胶为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，旋涂速度为2000r/min，旋涂时间为60s，然后将衬底置于热板上，在120℃下烘烤2min。

8.根据权利要求5所述的电学器件的制备方法，其特征在于，所述步骤三，在制备金电极前先蒸镀一层5-10nm厚的金属铬。

9.一种霍尔器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：在采用权利要求1-4任一项的制备方法获得的Fe₃O₄单晶纳米片表面设计六个电极图案，进行激光直写曝光；

步骤二：利用热蒸镀方法制备器件的电极，蒸镀一层金属材料金作为接触电极，电极厚度为30-100nm。

10.根据权利要求9所述的霍尔器件的制备方法，其特征在于，所述步骤一，所述电极的制备方法为在生长有Fe₃O₄单晶纳米片的蓝宝石衬底上涂一层光刻胶，在纳米片表面设计出合适的电极图案，根据设计的图案利用激光直写曝光技术在纳米片表面制备六个彼此分离的电极，其中两个大电极与四个小电极呈平面内垂直状态；所述光刻胶为正性光刻胶S1818，旋涂仪转速为4000r/min，时间为1min，旋涂后在温度为90℃的烘箱中烘烤1min；所述步骤二，在制备金电极前先蒸镀一层10-20nm的金属铬。