الضغط الجوي تصنيع رقائق سنسي مستطيلة طبقة واحدة كبيرة الحجم

وقد أزهر البحث إلى اثنين من الأبعاد (2D) المواد في السنوات الأخيرة منذ عزل ناجحة من الجرافين، نظراً لإمكانية 2D مواد لها خصائص الكهربائية والبصرية والميكانيكية متفوقة على على نظيراتها الأكبر^{1 , 2 , 3 , 4 , 5}-إظهار المواد 2D تطبيقات واعدة في البصرية الإلكترونية والأجهزة الإلكترونية^6،7والحفز وتقسيم^8،9، رامان المزودة بسطح الماء نثر الاستشعار عن ^10،11، إلخ أسرة كبيرة من طبقات من المواد التي يمكن أن سينظف في 2D مواد إظهار التنوع الكبير، بدءاً من الجرافين معدنية شبه ديتشالكوجينيديس المعادن الانتقالية انتشارية (TMDs ) والأسود الفوسفور (BP) إلى نتريد البورون سداسية العازلة (ح-الجبهة الوطنية). هذه المواد وعلى هيتيروستروكتوريس وقد درست جيدا في السنوات الأخيرة، وأظهرت العديد من خصائص وتطبيقات رواية¹². أخرى درس أقل، ولكن المثل واعدة في 2D الطبقات مواد في IIIA-عبر^13،(الغاز والقائمة والتربوية)¹⁴ وايفا-عبر (غيس وجيسي و SnS)^15،وقد أسر^{17 16،} كما تلقي مؤخرا الاهتمام.

سنسي ينتمي إلى إيفا-عبر المجموعة ويبلور في بنية orthorhombic، مع الذرات مرتبة في مجموعة إدارة الفضاء والتوى داخل الطبقة، مثل هيكل كريستال فوسفوريني. سنسي أشباه الموصلات ضيق فجوة مع وجود فجوة فرقة من 0.6 eV، ولكن هو أكثر من المعروف جيدا لخصائصه الحرارية أكثر فريدة من نوعها، حيث أنها أبلغت إلى قيمة عالية جداً (شكل حرارية الجدارة) ZT من 2.6 في 923 ك^18،19 ، الذي يعزى إلى بنية إلكترونية فريدة من نوعها وناقليه حرارية منخفضة. بينما معظم سنسي بلورات متوفرة تجارياً ويمكن زراعتها بالطرق المعروفة، مثل أسلوب ستوكبارجير بريدجمان²⁰ أو أسلوب النقل بخار الكيميائية²¹، تزايد كبير الحجم سنسي قليل-طبقة وطبقة واحدة على عازل ركائز أكثر صعوبة. وهناك العديد من ركائز لدعم نمو المواد ثنائية الأبعاد، مثل الجرافيت حرارية عالية الموجه (هوبج)، والميكا، SiO₂، سي₃ن₄والزجاج. منخفضة التكلفة SiO₂ العوازل الأكثر استخداماً الركازة، كما تسمح هذه تلفيق الميدان – تأثير الترانزستور، حيث يعمل العوازل كجزء من البوابة الخلفية الكهربائية. في تجربتنا، على عكس الجرافين و TMDs، من الصعب الحصول على قليل من طبقة أو طبقة واحدة من رقائق سنسي بطريقة تقشير ذبابة، كما معظم سنسي عالية المدى الطاقة ملزمة²² من 32 مليون إلكترون فولط/²، الأمر الذي يؤدي إلى سميكة طبقات، بل على طول حواف رقائق اكسفولياتيد. ولذلك، لدراسة الخصائص الإلكترونية رواية قليل من طبقة وطبقة واحدة سنسي، جديدة وبسيطة، ومنخفضة التكلفة اصطناعية بإعداد كبيرة الحجم عالية الجودة طبقة واحدة بلورات سنسي على تحصين ركائز مطلوب أسلوب، لا سيما منذ سنسي أظهرت الوعد العظيم كمرشح للتطبيقات الحرارية لتحويل الطاقة في نطاق درجات الحرارة منخفضة ومتوسطة¹⁹.

قد طور الباحثون عدة طرق لتجميع بلورات سنسي عالية الجودة. ليو et al. ²³ وفرانزمان et al. ²⁴ استخدمت طريقة حل-مرحلة توليف نانوكريستالس سنسي من الأشكال المختلفة، مثل النقاط الكم، نانوبلاتيس، نانوشيتس بلوري واحد، نانوفلوويرس، ونانوبوليهيدرا باستخدام سنكل₂ والكيل-الفوسفين-السيلنيوم أو ديالكيل ديسيلينيوم السلائف. باومجاردنير et al. ²⁵ توليفها جسيمات نانوية سنسي الغروية عن طريق حقن bis[bis(trimethylsilyl)amino]tin(II) في تريوكتيلفوسفيني الساخنة، وأنها حصلت على نانوكريستالس ~ 4-10 نيوتن متر في القطر. بشير et al. ²⁶ تستخدم أسلوب ترسيب الكيميائي بخار ضغط الجوي للحصول على الأفلام سنسي على ركائز الزجاج استخدام السلائف سيلينيد إثيل وكلوريد القصدير مع نسبة كلوريد قصدير 10 أكبر من سيلينيد إثيل، وتلك المركبة وكانت الأفلام سنسي حوالي 100 نانومتر سميكة والفضي-الأسود في المظهر. جاو et al. ²⁷ يستخدم بخار ترسب النقل في نظام فراغ منخفضة وتوليفها واحد-كريستال سنسي نانوبلاتيس على ركائز ميكا وحصل على نانوبلاتيس مربعة من 1-6 ميكرون. ومع ذلك، الحصول على طبقة واحدة سنسي بلورات ليست ممكنة باستخدام هذه التقنيات. لي et al. ²⁸ توليفها بنجاح طبقة واحدة واحدة-كريستال سنسي نانوشيتس باستخدام أسلوب اصطناعية وعاء واحد مع سنكل₄ والسلائف₂ كبار المسئولين الاقتصاديين. بيد أنهم فقط قادرة على الحصول على حجم أفقي لحوالي 300 نانومتر لما نانوشيتس. ونحن قد نشرت مؤخرا لدينا طريقة تنمو عالية الجودة وكبيرة الحجم طبقة واحدة سنسي البلورات التي هي محض المرحلة²⁹. هذا البروتوكول مفصلاً يهدف إلى مساعدة الممارسين جديدة النمو كبيرة الحجم عالية الجودة سامسونج 2D المواد الأخرى باستخدام هذه المنهجية.