[发明专利]一种对应变敏感的二维铁磁Cr2

说明书

本发明属于二维材料制备相关技术领域，其公开了一种对应变敏感的二维铁磁Cr₂Te₃纳米片及其制备方法，该方法包括以下步骤：首先，将云母衬底放置于U型槽内；接着，将所述U型槽、无水CrCl₂粉及Te粉间隔设置并进行加热，以在所述云母衬底邻近所述U型槽底面的表面上化学气相沉积生长成二维铁磁Cr₂Te₃纳米片。所述制备方法通过特定的衬底和构型，在合适的温度范围和源的用量下，成功地在云母衬底的下表面生长出了高质量的二维单晶Cr₂Te₃纳米片，并通过变温拉曼和施加弯曲应力的方法，证明了其具有应变敏感的特性。

技术领域

本发明属于二维材料制备相关技术领域，更具体地，涉及一种对应变敏感的二维铁磁Cr₂Te₃纳米片及其制备方法。

背景技术

二维磁性材料被认为在自旋电子学和范德华磁性异质结等领域具有广阔的应用前景。如何有效的调控二维材料的磁性是目前二维磁性材料领域的主要挑战之一。通过电场调控磁性被认为是一种解决磁性现象和相变基础问题的手段，但是该种方法仅限于特定的材料，且调控工艺较为复杂。材料的磁性与所受应力密切相关，通过应力对磁性薄膜的性质进行调控早已被证明是一种有效的手段，该种方法具有简单高效且适用范围广的特点。由于制备上的挑战，在二维本征磁性领域很少有人研究非层状单晶。基于此，寻找一种对应力敏感的二维材料磁性具有重要的意义。

早在1935年，Haraldsen和Neuber就在CrTe中发现了铁磁性，二元Cr～Te化合物也因此受到了广泛关注(Journal of Physics and Chemistry of Solids 1935,224,238.)，Lotgering和Gorter证实Cr～Te化合物的铁磁性来源于Cr～Cr原子之间通过非金属原子Te进行的超交换作用(Journal of Physics and Chemistry of Solids 1957,3,238)。Cr～Te的化合物具有较大的自旋轨道耦合作用和较低的对称性，满足高磁晶各向异性的必要条件。理论上，铬碲化合物的铁磁转变温度的范围为180～340K，饱和磁矩的大小范围为1.7～2.5μB，是室温二维铁磁的理想候选材料(Journal of Physics:Condensed Matter 1989,1,9141)。目前大部分二维磁性材料是通过机械剥离块体单晶的方法制备的，这种制备方法存在诸多局限。首先，该种方法的适用对象仅仅限于以石墨烯为代表的层状二维材料，占材料种类中绝大部分的非层状材料无法通过这种方法减薄到二维的尺度；其次，机械剥离的方法效率非常低下，对于材料的厚度和横向尺寸不可控制，且与工业领域的制备方法并不契合。基于此，寻找一种高效的制备非层状二维铁磁Cr₂Te₃纳米片的方法是具有重要意义的。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种对应变敏感的二维铁磁Cr₂Te₃纳米片及其制备方法，所述制备方法通过特定的衬底和构型，在合适的温度范围和源的用量下，成功地在云母衬底的下表面生长出了高质量的二维单晶Cr₂Te₃纳米片，并通过变温拉曼和施加弯曲应力的方法，证明了其具有应变敏感的特性。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种对应变敏感的二维铁磁Cr₂Te₃纳米片的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

首先，将云母衬底放置于U型槽内；接着，将所述U型槽、无水CrCl₂粉及Te粉间隔设置并进行加热，以在所述云母衬底邻近所述U型槽底面的表面上化学气相沉积生长成二维铁磁Cr₂Te₃纳米片。

进一步地，所述U型槽为石英槽，多片云母衬底无间隙地平铺在所述U型槽内。