Атмосферное давление изготовление большого размера однослойная прямоугольной SnSe хлопьев

Исследования в двух мерных материалов (2D) расцвел в последние годы после успешной изоляции графена, благодаря возможности 2D материалов, имеющих улучшенные оптические, электрические и механические свойства над их коллегами сыпучих^{1 , 2 , 3 , 4 , 5}. 2D материалы показывают перспективных приложений в оптоэлектронных и электронных устройств^6,7, катализ и воды, расщепление^8,9, поверхность расширение комбинационного рассеяния зондирования ^10,11, и т.д. большой семье слоистых материалов, которые могут быть exfoliated в 2D материалы показывают большое разнообразие, начиная от полу металлический графена полупроводниковые dichalcogenides переходных металлов (TMDs ) и черного фосфора (BP) изолирующие нитрида гексагональной бора (h-BN). Эти материалы и их гетероструктур хорошо изучили в последние годы и проявили многие новые свойства и приложения¹². Другие менее учился, но не менее перспективным 2D слоистых материалов в IIIA-через (газ, GaSe и InSe)^13,14 и IVA-через (ГЭС, Гесе и SnS)^15,у семьи^{17 16,} также недавно получил внимание.

SnSe принадлежит IVA-через группы и кристаллизуется в структуре орторомбическая, с атомы расположены в группе pnma пространства и закрепленный в слое, как Кристаллическая структура phosphorene. SnSe-это узкая щель полупроводник с запрещенной зоны 0.6 эВ, но более известный для его более уникальным термоэлектрических свойств, как сообщается, имеют очень высокую ценность (термоэлектрической добротности) ZT 2.6 923 K^18,19 , которое было обусловлено его уникальной электронной структуры и низкой теплопроводностью. Во время массовых SnSe кристаллы коммерчески доступны и могут быть выращены известными методами например Бриджман-Stockbarger метод²⁰ или метод перевозки химических паров²¹, растущего большого размера несколько слой и однослойный SnSe на диэлектрические субстраты является более сложным. Есть много оснований для поддержки 2D материального роста, как высоко ориентированный пиролитического графита (ВОПГ), слюда, SiO₂, Si₃N₄и стекла. Лоу кост SiO₂ диэлектриков являются наиболее часто используемые субстрата, как они позволяют изготовление транзисторы field – effect, где диэлектриков служить частью ворот электрических обратно. По нашему опыту, в отличие от графена и TMDs, трудно получить несколько слой или однослойный SnSe хлопья микромеханические методом отшелушивания, как массовая SnSe имеет высокий межслойную binding энергия²² 32 МЭВ / Е², что приводит к густой слои, даже по краям вспученного хлопьев. Таким образом изучение Роман электронных свойств нескольких слоя и один слой SnSe, новый, простой и недорогой синтетический метод для подготовки высококачественных крупногабаритных однослойный SnSe кристаллов на подложки изоляционные требуется, особенно поскольку SnSe Показано большие надежды как кандидата для термоэлектрических приложений для преобразования энергии в диапазоне низких и умеренных температур¹⁹.

Некоторые исследователи разработали методы синтезировать высокого качества SnSe кристаллов. Лю и др. ²³ и Franzman и др. ²⁴ используется метод решения фаза для синтеза SnSe нанокристаллов различной формы, например, квантовые точки, nanoplates, единого кристаллического nanosheets, nanoflowers и nanopolyhedra с помощью SnCl₂ и алкил фосфин Селена или диалкил diselenium как прекурсоров. Тобина и др. ²⁵ синтезированных наночастицы коллоидных SnSe путем впрыскивать bis[bis(trimethylsilyl)amino]tin(II) в горячий trioctylphosphine, и они получили нанокристаллов ~ 4-10 Нм в диаметре. Boscher и др. ²⁶ используется метод атмосферного давления химическое парофазное осаждение для получения SnSe пленок на стекла подложках с использованием олова хлорид и диэтил селенид прекурсоров с коэффициентом олова хлорид 10 больше, чем диэтиловый селенид и их синтезированные SnSe фильмы были около 100 Нм толщиной и серебристо черная в внешний вид. Чжао и др. ²⁷ используется пара транспорта осаждения в низкой вакуумной системе и синтезированных одиночн кристалл SnSe nanoplates на подложки слюды и получил квадратных nanoplates 1-6 мкм. Однако получение однослойный SnSe кристаллы не возможно при использовании этих методов. Li et al. ²⁸ успешно синтезирован однослойные одиночн кристалл SnSe nanosheets с помощью SnCl₄ и SeO₂ прекурсоров синтетических методом один горшок. Однако, они смогли только получить боковой размер около 300 Нм для их nanosheets. Недавно мы опубликовали наш метод расти высокого качества, крупногабаритных однослойный SnSe кристаллов, которые являются чисто этап²⁹. Этот подробный протокол предназначен для новых практикующих выращивать другие крупногабаритные высокого качества ультратонких 2D материалы с использованием этой методологии.