[发明专利]一种二维GaTe材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种二维GaTe材料的制备方法，包括依次执行如下步骤：步骤1：称取一定量的碲粉和镓液，将其分别放置于两个坩埚中，放置碲粉为碲源的坩埚为第一坩埚、放置镓液为镓源的坩埚为第二坩埚；步骤2：分别将步骤1中的所述第一坩埚、所述第二坩埚放置在CVD管式炉的上游和中心，所述第一坩埚、所述第二坩埚之间需间隔一定距离；步骤3：将衬底倒置在第二坩埚的正上方；步骤4：通入氩气和氢气的混合气体，并进行升温，当升温到设定温度时保温一定时间，然后自然冷却到室温，即能在所述衬底上沉积二维GaTe材料。本发明的有益效果是：1.本发明的制备方法采用化学气相沉积法，相较于常规的机械剥离法制备过程，更容易控制。

技术领域

本发明涉及二维GaTe材料制备领域，尤其涉及一种二维GaTe材料的制备方法。

背景技术

作为一种最早发现的二维材料，尽管石墨烯具有较高的电子迁移率，但是零能量带隙(半金属)的特性导致其无法直接应用于半导体电子与光电器件领域。相比之下，Ⅲ-Ⅵ族层状化合物(GaTe)具有1.7eV的直接带隙，并且与石墨片具有类似的结构(层内是强共价键，而层间是弱范德华键)。GaTe二维材料被认为在新型二维电子及光电器件领域具有良好的应用优势。

相比于机械剥离法的低效率和尺寸过小等问题，化学气相沉积法制备参数可调节，且优化制备的材料尺寸大，是最有可能实现产业化一种方法。但是到目前为止还未报道过GaTe的化学气相合成方法。

发明内容

本发明提供了一种二维GaTe材料的制备方法，包括依次执行如下步骤：

步骤1：称取一定量的碲粉和镓液，将其分别放置于两个坩埚中，放置碲粉为碲源的坩埚为第一坩埚、放置镓液为镓源的坩埚为第二坩埚；

步骤2：分别将步骤1中的所述第一坩埚、所述第二坩埚放置在CVD管式炉的上游和中心，所述第一坩埚、所述第二坩埚之间需间隔一定距离；

步骤3：将衬底位于CVD管式炉内且倒置在第二坩埚正上方；

步骤4：将氩气和氢气的混合气体通入CVD管式炉中，并对CVD管式炉进行升温，当升温到设定温度时保温一定时间，然后自然冷却到室温，即能在所述衬底上沉积二维GaTe材料。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤1中，称取的碲粉的重量为10～20mg，量取的镓液体积为1～2mL。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤2中，所述第一坩埚中的碲源与所述第二坩埚中的镓源间隔距离为16～20cm。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤3中，所述衬底为云母衬底。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤4中，通入的氩气的气流量为50～100sccm，通入的氢气的气流量为10～20sccm。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤4中，以50℃/min升温到650～800℃，保温时间为15min。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤1中，所述坩埚为尺寸80×10×10mm的氧化铝坩埚。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤1中，称取15mg的碲粉置于第一坩埚中，量取1.5mL的镓液置于第一坩埚中；

在所述步骤2中，将第一坩埚、所述第二坩埚放置在CVD管式炉的上游和中心，所述第一坩埚、所述第二坩埚之间的距离为18cm；

在所述步骤3中，将衬底倒置在第二坩埚的正上方；

在所述步骤4中，通入氩气的气流量为50sccm和氢气的气流量为10sccm的混合气体，并以50℃/min升温到650～800℃，保温15min，然后自然冷却到室温，即可在衬底上沉积二维GaTe材料。