[发明专利]一种α-MnSe纳米片及其制备方法与用途

说明书

本发明涉及光电材料领域，尤其涉及一种α‑MnSe纳米片及其制备方法与用途。所述α‑MnSe纳米片的制备方法包括：以Se和锰源为原料，经化学气相沉积法制得；所述锰源为MnO₂或MnCl₂。本发明通过选择特定的原料，通过化学气相沉积法(CVD)，在云母基底上制备得到α‑MnSe纳米片；该α‑MnSe纳米片是一种反铁磁的宽带隙半导体。本发明提供的制备方法对α‑MnSe纳米片的尺寸和厚度的可控性好，且工艺简单、合成速度快，制备得到的α‑MnSe纳米片结晶质量高，稳定性好。本发明对二维磁性研究提供了很好的材料选择；将本发明制得的α‑MnSe纳米片应用于光电探测器件中，具有非常优异的光探测性能。

技术领域

本发明涉及光电材料领域，尤其涉及一种α-MnSe纳米片及其制备方法与用途。

背景技术

原子薄二维材料由于其卓越的电学性质、光学性质、力学性质和磁性，以及在电子、光电子和自旋电子器件等领域的广泛应用，引起了研究人员的广泛关注。其中，二维磁性材料由于其独特的二维磁性性质成为近年来备受关注的研究热点。

目前，许多研究工作致力于探索和研究二维磁性材料。比如，在较少层的CrI₃中实现了巨大的隧穿磁阻，磁阻比可达19000％，甚至高于传统的基于MgO的磁隧穿结。二维Fe₃GeTe₂通过离子栅表现出室温铁磁性。这些非常有趣的现象预示着它们在自旋电子学和谷电子学方面有着非常广阔的前景。然而，以上磁性材料都是基于传统的机械剥离方法，该方法对二维纳米片的厚度、尺寸和量产控制非常差，不可避免地限制了对其基本性质的探索和进一步的实际应用。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种α-MnSe纳米片的制备方法，该方法对样品尺寸和厚度的可控性良好，且工艺简单、合成速度快；本发明的另一目的是提供一种α-MnSe纳米片，该α-MnSe纳米片结晶质量高，稳定性好；本发明的另一目的是提供该α-MnSe纳米片的应用。

具体地，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种α-MnSe纳米片的制备方法，包括：

以Se和锰源为原料，经化学气相沉积法制得；

所述锰源为MnO₂或MnCl₂。

本发明发现，在利用化学气相沉积法制备纳米片时，通过调控生长温度和生长时间可以控制二维纳米片的厚度和尺寸；进一步地，本发明在探究中意外发现，通过控制锰源(即MnO₂或MnCl₂)的具体选择时，可以控制二维纳米片的生长取向；即本发明可通过控制锰源的具体选择及生长条件，进而控制所得α-MnSe纳米片的生长取向、厚度和尺寸。

为了进一步提高α-MnSe纳米片的可控性，本发明对化学气相沉积法的条件进行了优选，具体如下：

作为优选，所述Se的反应温度为270～290℃；进一步地，所述Se的反应温度为280℃。

作为优选，所述MnO₂的反应温度为680～750℃；进一步地，所述MnO₂的反应温度为720℃。

作为优选，所述MnCl₂的反应温度为630～710℃；进一步地，所述MnCl₂的反应温度为660℃

本发明中，在利用化学气相沉积法制备α-MnSe纳米片时，原料的反应温度尤为重要；具体而言，当Se和MnO₂或MnCl₂的反应温度在上述范围内时，所得α-MnSe纳米片的可控性更高，且结晶质量和稳定性更好。