大型単層長方形 SnSe フレークの大気圧作製

近年、一括対応¹以上優れた電気的、光学的、および機械的特性を持つ 2 D 素材の可能性があるため、グラフェンの分離を成功させる以来花が咲いた 2 次元 (2 D) 材料の研究^,2,3,4,5. 2 D 素材表示有望なアプリケーションで光と電子機器^6、7触媒、水^8,9, 表面増強ラマン散乱検出^{10 ,11}等2 D 材に剥離することができます積層材料の大家族を明らかに至る半金属のグラフェン半導体遷移金属ダイカルコゲナイド (TMDs の偉大な多様性) と黒のリン (BP)、絶縁六方晶窒化ホウ素 (H-BN)。これらの材料とヘテロ構造近年、よく研究されているし、多くの新しいプロパティとアプリケーションの¹²を出展いたしました。以下が検討その他が、iiia 期で材料を層同様に 2 D を約束-(ガス、GaSe、昆虫)^13,14 , IVA 経由-^16,17家族がいる (GeS、GeSe、および SnS)^15,を介してまた最近注目。

イヴァに属している SnSe-グループを介して原子pnmaスペース グループに配置され、phosphorene の結晶構造のようなレイヤー内で座屈斜方晶構造に結晶化によって異なります。SnSe 0.6 eV のバンド ギャップを持つナロー ギャップ半導体がよりよく知られているよりユニークなの熱電特性のままに 923 K^18,19 2.6 の ZT (メリットの熱電図) 値が非常に高い報告、これはその特殊な電子構造と低熱伝導率に起因しています。Stockbarger ・ ブリッジマン法²⁰または化学気相輸送法など一括 SnSe 結晶が市販されていて、既知の方法によって育てることができる中も誘電体における少数層と単層 SnSe²¹、大きくサイズ基板より困難です。高配向性熱分解黒鉛 (HOPG)、雲母、SiO₂Si₃N₄、ガラスなどの 2 D 素材成長を支える多くの基板があります。低コスト SiO₂誘電体は、最も一般的に使用される基板、これらは誘電体が電気の裏門の一部として奉仕、電界効果トランジスタの作製を許可します。グラフェンと TMDs とは異なり、我々 の経験で、マイクロ剥離法による少数層または単層 SnSe フレークを得ることが困難一括 SnSe がある層間結合エネルギー²² 32 meV の高/²厚さにつながる Å層剥離のフレークの端に沿っても。したがって、いくつかの層と単層 SnSe の新奇な電子物性を研究する絶縁基板上に高品質大型単層 SnSe 結晶を準備する新しい、シンプルで、低コスト合成法が必要、特に SnSe 以来低および中程度の温度範囲¹⁹エネルギー変換熱電変換アプリケーションの候補として偉大な約束を示します。

いくつかの研究者は、高品質 SnSe 結晶を合成する方法を開発しました。劉ら²³と Franzmanら²⁴新規₂とアルキル-燐化水素-セレンまたはジアルキルアミンを使用して nanopolyhedra、ナノフラワー、単一結晶性ナノシート ナノプレート量子ドットなど、さまざまな形の SnSe ナノ結晶を合成するのにソリューション フェーズ メソッドの使用前駆体としての diselenium。Baumgardnerら²⁵が熱い trioctylphosphine に bis[bis(trimethylsilyl)amino]tin(II) を注入してコロイド SnSe ナノ粒子を合成し、直径 4 ~ 10 nm のナノ結晶を得た。Boscherら²⁶四塩化錫比 10 ジエチル セレンおよびその合成より大きい錫四塩化やジエチル セレン化前駆体を用いたガラス基板上 SnSe 映画を取得するのに大気圧化学気相蒸着法を使用SnSe 映画が約 100 nm 厚と外観は銀黒。趙ら²⁷使用低真空システムでトランスポート蒸着マイカ基板上への単結晶 SnSe ナノプレートの合成し、1-6 μ m の正方形のプレートを入手します。ただし、取得単層 SnSe 結晶は不可能なこれらの技術を使用しています。Li et al.²⁸は、単層単結晶 SnSe ナノシート新規₄と SeO₂前駆体を用いたワンポット合成法を合成に成功しました。しかし彼女たちは約 300 の横方向のサイズを取得することができる唯一のナノシートの nm。我々 は最近私たちを大型単層の SnSe 結晶相の純粋な²⁹である高品質を成長させる方法を公開しています。この詳細なプロトコルは、大型高品質極薄 2 D 等この方法論を使用して成長する新しい実務を支援するものです。