[发明专利]一种过渡族元素掺杂的室温铁磁性二维材料及制备方法

权利要求书

1.一种过渡族元素掺杂的室温铁磁性二维材料制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1）用化学气相输运方法制备V_0.8Fe_0.2Se₂块体单晶

称量摩尔比为4:1:10的钒、铁、硒粉末单质，用药匙送到石英管的反应端，并抽真空密封；石英管的另一端为V_0.8Fe_0.2Se₂块体单晶的生长端；首先将密封的石英管进行逆向输运，使石英管的生长端位于管式炉的中心，石英管的反应端距离管式炉口4-5厘米，以20-60℃/小时的速度升温到750-850℃，保温5-10小时，然后随炉冷却；石英管的生长端和反应端的温度差为50-120℃，清洁石英管的生长端；调换石英管的方向进行正向输运，使石英管的反应端位于管式炉的中心，石英管的生长端距离管式炉口4-5厘米，以1-10℃/分钟的速度升温到750-850℃，保温7-14天，然后随炉冷却；在石英管的生长端得到V_0.8Fe_0.2Se₂块体单晶；

2）用液相剥离法将块体V_0.8Fe_0.2Se₂单晶减薄为二维V_0.8Fe_0.2Se₂纳米片

将生长的块体V_0.8Fe_0.2Se₂单晶从石英管中取出，破碎成V_0.8Fe_0.2Se₂颗粒；将V_0.8Fe_0.2Se₂颗粒与无水甲酰胺混合，在冰水混合浴条件下，通过超声将甲酰胺溶液中的V_0.8Fe_0.2Se₂颗粒剥离成二维V_0.8Fe_0.2Se₂纳米片，将含有二维V_0.8Fe_0.2Se₂纳米片的混合物放到离心机中离心，先在2000-3000转/分钟的转速下离心20-30分钟，保留上清液；然后将上清液在8000-10000转/分钟的转速下离心60-90分钟，收集沉淀；将沉淀物在氮气或者氩气的惰性气氛中干燥，得到二维V_0.8Fe_0.2Se₂纳米片，即所述的过渡族元素掺杂的室温铁磁性二维材料V_0.8Fe_0.2Se₂；其中，所述V_0.8Fe_0.2Se₂颗粒与无水甲酰胺的混合比例为1-10毫克/毫升。

2.根据权利要求1所述的过渡族元素掺杂的室温铁磁性二维材料制备方法，其特征在于，所述钒、铁、硒粉末单质尺寸范围为100-300目。

3.根据权利要求1所述的过渡族元素掺杂的室温铁磁性二维材料制备方法，其特征在于，所述石英管的抽真空密封过程为：用机械泵抽真空到10^-3帕，然后用氮气清洗2-4次以清除石英管里的氧气，最后用乙炔焰封管。

4.根据权利要求1所述的过渡族元素掺杂的室温铁磁性二维材料制备方法，其特征在于：所述V_0.8Fe_0.2Se₂颗粒直径为0.1-0.01毫米。

5.根据权利要求1所述的过渡族元素掺杂的室温铁磁性二维材料制备方法，其特征在于，所述超声剥离V_0.8Fe_0.2Se₂颗粒的时间为20小时。

6.一种权利要求1所述方法制得的过渡族元素掺杂的室温铁磁性二维材料。

7.根据权利要求6所述的室温铁磁性二维材料，其特征在于，该材料为纳米片，其厚度为10-30纳米。