[发明专利]片状纳米形貌和带状纳米形貌的可控六方相In2Se3的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种片状纳米形貌和带状纳米形貌的可控六方相In₂Se₃制备方法。

背景技术

目前，人们为了让生活更加丰富多彩和便利高效，提出各种器件微型化的要求。纳米薄膜正是一种很重要的光电器件原材料，这得益于它们纳米尺度的“身材”优势。目前已经有多种纳米器件，例如：场效应晶体管，化学分子传感器，肖特基节器件和数据存储器件等。这些器件一步一步的建造出新一代的电子、光电子系统的。其中，作为重要的器件，纳米光电探测器将是高分辨图像探测系统，光纤传讯系统和未来存储系统的决定性材料。如今，有很多材料，如Si，Ge，ZnO，GaN，GaP等，都被尝试用做光电探测器材料，但是这些材料的光电响应时间都不足以满足需求，限制了目前的器件发展。

In₂Se₃是一种重要的III-VI直接带隙半导体材料，它是层状结构，通过[Se-In-Se-In]层状片形叠加成晶体。在层内In-Se成化学键，在层间In-Se通过范德华力连接，所以这也构成了In₂Se₃独特的高各向异性性质。这些优势使得In₂Se₃在光伏，离子电池，光电传感器，相变存储器和辐射检测器都有应用。片状纳米形貌和带状纳米形貌的In₂Se₃较之无特定形貌的纳米In₂Se₃，具有更加各向异性的声子拓扑和更大的比表面积，具有更优越的各向异性的性质，以其制得的光伏，离子电池，光电传感器，相变存储器和辐射检测器将具有更优越的性能。但目前尚无稳定有效的片状纳米形貌和带状纳米形貌的In₂Se₃的制备方法。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种片状纳米形貌的可控六方相In₂Se₃的制备方法，该方法能制备出具有完整纳米片状形貌、片层厚度均匀的In₂Se₃，且其制备效率高，成本低，可重复性好，适合于工业化生产。

本发明实现其第一发明目的所采用的技术方案是，一种片状纳米形貌的可控六方相In₂Se₃的制备方法，包括以下步骤：

A、将基片依次在丙酮、乙醇、去离子水中各经过10-20分钟的超声清洗，然后用热氮气干燥后放入磁控溅射设备的溅射室；

B、在磁控溅射靶枪上安装纯度为99.99%的In₂Se₃靶，铟硒原子百分比为2:3，调整溅射靶枪到基片的距离为5-7厘米，将溅射室抽真空至气压小于2×10^-4Pa，再通入纯度为99.995%的氩气；调节溅射工作气压为0.4-0.7Pa，溅射功率为4-8W/cm²，衬底温度为350-370℃，待辉光稳定后，沉积70-80秒，即得到片状纳米形貌的可控六方相In₂Se₃。

上述的步骤A中的基片为钠钙玻璃片。

本发明的第二目的在于提供一种带状纳米形貌的可控六方相In₂Se₃的制备方法，该方法能制备出具有完整纳米带状形貌的In₂Se₃，且其制备效率高，成本低，可重复性好，适合于工业化生产。

本发明实现其第二发明目的所采用的技术方案是，一种带状纳米形貌的可控六方相In₂Se₃的制备方法，包括以下步骤：

一种带状纳米形貌的可控六方相In₂Se₃的制备方法，包括以下步骤：

A、将基片依次在丙酮、乙醇、去离子水中各经过10-20分钟的超声清洗，然后用热氮气干燥后放入磁控溅射设备的溅射室；

B、在磁控溅射靶枪上安装纯度为99.99%的In₂Se₃靶，铟硒原子百分比为2:3，调整溅射靶枪到基片的距离为5-7厘米，将溅射室抽真空至气压小于2×10^-4Pa，再通入纯度为99.995%的氩气；调节溅射工作气压为0.4-0.7Pa，溅射功率为4-8W/cm²，衬底温度为350-370℃，待辉光稳定后，70-80秒，然后停止沉积；