本發明屬于半導體材料制備領域,具體涉及一種同步合成兩種相態二維碲化亞銅的方法。
背景技術:
1、二維cu2te因其較低的cu離子遷移能而具備優異的導電性與高載流子遷移率,這引起了研究者的廣泛關注。作為一種空氣穩定性良好的p型半導體,二維cu2te在互補金屬氧化物半導體集成及光電子器件領域展現出顯著優勢。因此,發展能夠精確調控其相態的制備技術,成為推動該材料走向實用化的關鍵。
2、目前,晶體剝離、化學氣相沉積及水熱法等主流方法,均難以通過調控實驗條件制備出兩種相態的cu2te,往往需要依賴繁瑣的后處理步驟,這極大地制約了其應用研究。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種同步合成兩種相態二維碲化亞銅的方法,其可合成四方相和六方相的二維cu2te,所得兩種相態的二維cu2te具有較大尺寸,具有半導體特性。
2、為實現上述目的,本發明采用如下技術方案:
3、兩種不同相態的cu2te,其制備方法包括如下步驟:
4、(1)分別稱量一定量gate粉末和kcl,將各原料置于一端封口的石英管底部;
5、(2)以云母作為生長基底,裁剪與云母長寬相當的cu箔,并放置在云母下一同放入石英管中,使云母與粉末原料通過石英管的縮頸分隔開;
6、(3)將直徑略小于石英管的石英柱放在云母上,用分子泵抽真空后將火焰槍對準石英柱位置進行加熱,以利用高溫使石英管與石英柱融合實現封口,從而使石英管內部形成高真空生長環境;
7、(4)將焰封的石英管水平放置于單溫區管式爐中,使石英管底部對準管式爐中心、云母緊靠石英柱端,經加熱反應后得到所述不同相態的cu2te。
8、進一步地,步驟(1)中所用gate粉末和kcl的摩爾比為1:(0.5-0.8)。
9、進一步地,步驟(2)中云母與銅箔的放入位置距離石英管底部13?cm。
10、進一步地,步驟(3)中抽真空至10-1?pa。
11、進一步地,步驟(4)中所述的加熱反應的溫度為600-800?°c,生長溫度為500-600°c,升溫速率為10-20?°c/min,升溫時間為30-80?min,保溫時間為5-40?min。
12、按上述方法制備的二維cu2te具有兩種相態,樣品表現出半導體特性,使其適于場效應晶體管、光電探測器、光電晶體管等的制作。
13、本發明的顯著優點在于:
14、(1)本發明采用化學氣相傳輸法,通過調控升溫速率、生長基底與石英管底部的距離以及保溫時間,成功實現了不同相態二維cu2te的合成。該工藝無需復雜后處理,僅通過保溫時間的優化即可調控產物相態,大幅簡化了流程、降低了能耗與材料成本,具備良好的工藝可控性、重復性與規模化生產潛力。
15、(2)本發明制備的兩種相態的二維cu2te具有半導體特性,對促進電子學和光電子學的發展具有重大意義。
1.一種同步合成兩種相態二維碲化亞銅的方法,其特征在于,包括如下步驟:
2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于:步驟(1)中所用gate粉末和kcl的摩爾比為1:(0.5-0.8)。
3.根據權利要求1所述的方法,其特征在于:步驟(2)中云母與cu箔放入位置距離石英管底部13?cm。
4.根據權利要求1所述的方法,其特征在于:步驟(3)中抽真空至10-1?pa。
5.根據權利要求1所述的方法,其特征在于:步驟(4)中所述的加熱反應的溫度為600-800?°c,生長溫度為500-600?°c,升溫速率為10-20?°c/min,保溫時間為5-40?min。
6.一種利用權利要求1-5任一所述方法制備得到的不同相態的二維cu2te。