Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Engineering
Click here for the English version

Engineering

Fabrication de la pression atmosphérique de grande taille simple couche rectangulaire SnSe flocons

Published: March 21, 2018 doi: 10.3791/57023
Automatic Translation
1,2, 2,3, 1, 2,4
1SZU-NUS Collaborative Innovation Center for Optoelectronic Science & Technology, Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education and Guangdong Province, College of Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, 2Department of Physics, National University of Singapore, 3NUS Graduate School for Integrative Sciences and Engineering, Centre for Life Sciences, 4Centre for Advanced 2D Materials and Graphene Research Centre, National University of Singapore

Summary

Un protocole est présenté démontrant une technique de fabrication en deux étapes pour cultiver monocouche grosses SnSe forme rectangulaire flocons sur faible coût SiO2/Si diélectriques gaufrettes dans un système de four de tube de quartz la pression atmosphérique.

Abstract

Séléniure de l’étain (SnSe) appartient à la famille des matériaux chalcogénures métal stratifiés avec une structure bouclée comme phosphorene et a montré potentiel pour des applications dans les dispositifs de la nanoélectronique à deux dimensions. Bien que de nombreuses méthodes pour synthétiser des nanocristaux SnSe ont été développés, un moyen simple pour fabriquer des flocons de SnSe monocouche de grande taille reste un grand défi. Ici, nous montrons la méthode expérimentale à cultiver directement monocouche grand format rectangulaire SnSe flocons sur couramment utilisés SiO2/Si en utilisant un procédé de fabrication en deux étapes simples dans un tube de quartz de la pression atmosphérique de substrats isolants système de chauffage. Le SnSe rectangulaire simple couche flocons avec une épaisseur moyenne de ~6.8 Å et des dimensions latérales d’environ 30 µm × 50 µm ont été fabriquées par une combinaison de la technique de dépôt de transport vapeur et azote eau-forte route. Nous avons caractérisé la morphologie, la microstructure et les propriétés électriques des flocons SnSe rectangulaires et obtenu excellente cristallinité et bonnes propriétés électroniques. Cet article sur le procédé de fabrication en deux étapes peut aider les chercheurs à se développer d’autres matériaux similaires à deux dimensions, grande taille, simple couche à l’aide d’un système de pression atmosphérique.

Introduction

La recherche de deux dimensions (2D) matériaux a fleuri ces dernières années depuis la réussite de l’isolement du graphène, en raison de la possibilité de 2D matériaux ayant des propriétés électriques, optiques et mécaniques supérieures sur leurs homologues de vrac1 , 2 , 3 , 4 , 5. matériaux 2D montrent des applications prometteuses en optoélectronique et appareils électroniques6,7, catalyse et eau divisant8,9, Raman exaltée de surface détection de diffusion 10,11, etc. la grande famille des matériaux en couche qui peut être exfoliée en matériaux 2D Voir la grande diversité, allant du graphène semi-métalliques pour le semi-conducteur multiples de métaux de transition (CMT ) et phosphore (BP) pour le nitrure de bore hexagonal isolante (h-BN) de noir. Ces matériaux et leurs heterostructures a été abondamment étudiée ces dernières années et ont fait preuve de nombreuses propriétés et applications nouvelles12. Autre moins étudiées, mais tout aussi prometteur 2D des matériaux dans le IIIA stratifiés-VIA (gaz, GaSe et InSe)13,14 et IVA-VIA (GeS, Paul et SnS)15,,16,17 familles ont aussi récemment reçue attention.

SnSe appartient à l’IVA-VIA groupe et cristallise dans une structure orthorhombique, dont les atomes sont disposés dans le groupe d’espace pnma et bouclée dans la couche, comme la structure cristalline du phosphorene. SnSe est un semi-conducteur de passage étroit avec une bande interdite de 0,6 eV, mais est plus connue pour ses propriétés thermoélectriques plus uniques, car il est rapportée pour avoir une très grande valeur (thermoélectrique figure du mérite) de ZT de 2,6 à 923 K18,19 , qui a été attribuée à sa structure électronique unique et une faible conductivité thermique. Tout en vrac SnSe cristaux est disponibles commercialement et peut être cultivés par des méthodes connues, telles que la méthode de la Bridgeman-Stockbarger20 ou la méthode de transport chimique en phase vapeur21, de plus en plus grande taille SnSe quelques couches et monocouche sur diélectrique substrats est plus difficile. Il existe de nombreux substrats pour soutenir la croissance matérielle 2D, tels que le graphite pyrolytique hautement orienté (HOPG), mica, SiO2, Si3N4et verre. Diélectriques de faible coût SiO2 sont les plus couramment utilisés de substrat, car ils permettent la fabrication de transistors à effet de champ, où les diélectriques servent dans le cadre de la porte arrière électrique. Dans notre expérience, à la différence de graphène et TMDs, il est difficile d’obtenir quelques-uns-couche ou simple couche SnSe flocons par la méthode d’exfoliation de micromécanique, comme en vrac SnSe a une haute intercalaires énergie de liaison22 32 MeV / Å2, ce qui conduit à l’épaisseur couches, même sur les bords des flocons exfoliées. Par conséquent, afin d’étudier les nouvelles propriétés électroniques des quelques couches et monocouche SnSe, une méthode de synthèse nouvelle, simple et peu coûteux de préparer des cristaux de SnSe monocouches de haute qualité, grande taille, sur substrats isolants est requise, notamment car SnSe a montre très prometteur comme candidat pour les applications thermoélectriques pour la conversion de l’énergie dans la gamme de température faible et modéré19.

Plusieurs chercheurs ont mis au point des méthodes permettant de synthétiser des cristaux de haute qualité SnSe. Liu et al. 23 et Franzman et al. 24 a utilisé une méthode de la phase soluble à synthétiser SnSe nanocristaux de différentes formes, telles que des points quantiques, nanoplaquesont, nanofeuillets cristalline unique, superhydrophobes et nanopolyhedra à l’aide de SnCl2 et alkyl-phosphine-sélénium ou dialkyl faisant comme précurseurs. Baumgardner et al. 25 synthétisé colloïdal SnSe nanoparticules par injection de bis[bis(trimethylsilyl)amino]tin(II) dans TRIOCTYLPHOSPHINIQUE chaud, et ils ont obtenu des nanocristaux de ~ 4-10 nm de diamètre. Boscher et al. 26 a utilisé une technique de dépôt chimique en phase vapeur pression atmosphérique pour obtenir SnSe films sur des substrats de verre à l’aide de précurseurs de l’étain tétrachlorure et diéthyl séléniure avec un ratio de tétrachlorure étain 10 plus de séléniure de diéthyle et leur synthèse SnSe films s’élevaient à environ 100 nm épais et argent-noir en apparence. Zhao et al. 27 utilisé vapor deposition de transport dans un système d’aspiration faible et synthétisé des monocristaux SnSe nanoplaquesont sur des substrats de mica et obtenu de nanoplaquesont carrés de 1 à 6 µm. Toutefois, pour obtenir des monocouches SnSe cristaux n'est pas possible à l’aide de ces techniques. Li et al. 28 synthétisés avec succès monocouche monocristaux SnSe nanofeuillets en utilisant une méthode de synthèse monotope avec SnCl4 et SeO2 précurseurs. Cependant, ils n’ont pu obtenir une taille latérale d’environ 300 nm pour leur nanofeuillets. Nous avons récemment publié notre méthode pour produire de haute qualité, cristaux de SnSe de monocouche grande taille qui sont la phase pure29. Ce protocole détaillé est destiné à aider les nouveaux praticiens à cultiver les autres grosses ultraminces 2D matériaux de haute qualité en utilisant cette méthode.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

ATTENTION : Certains des agents chimiques et des gaz utilisés dans cet ouvrage sont toxiques, cancérigènes, inflammable et explosif. Copiez toutes les pratiques de sécurité qui s’imposent lorsque vous effectuez un dépôt en phase vapeur transports y compris l’utilisation des contrôles d’ingénierie (hotte aspirante) et des équipements de protection individuelle (lunettes de protection, masques de protection professionnels, gants, blouse, longueur totale pantalons et chaussures fermées).

1. Auto-tune fonction des paramètres de contrôleur de température

Remarque : Avant la synthèse de SnSe flocons, le système de chauffage du four doit être calibré en suivant le manuel du constructeur.

  1. La valeur de 80 % de la température plus couramment utilisée comme la température de la cible. Ici, la valeur 560 oC pendant 1 h et exécuter la fournaise.
  2. Lorsque la température approche 560 oC, appuyez sur la touche « SET » pendant 2 s, Notez que le paramètre « HAL » s’affiche et appuyez sur le « SET » de clé pour 1 s pour passer le paramètre suivant.
  3. Continuez à appuyer sur la touche « SET ». Après « Cont = 3 » apparaît, définissez-le comme 2. Le système démarre la fonction auto-tune d’élaborer la valeur pour les Int, Pro et Lt, et puis le système ira à 3. Quand il faut re-semi-auto-tune, définissez-le comme 2.

2. un pré-traitement des Tubes Quartz et bateaux en céramique

Remarque : Avant la synthèse de SnSe flocons, une température élevée, processus de nettoyage est nécessaire, lorsqu’un nouveau bateau en céramique et un nouveau tube de quartz sont prétraités.

  1. Positionner un nouveau bateau en céramique à l’intérieur d’un nouveau tube de quartz de 1 pouce de diamètre. Placer le tube de quartz de 1 pouce de diamètre à l’intérieur d’un four à tube horizontal avec un nouveau tube de quartz diamètre de 2 pouces. Veiller à ce que les deux extrémités des tubes sont fermement fixées et pris en charge.
  2. Fermer le couvercle du four et faire chauffer le four à tube à 1 000 oC pendant 30 min.
  3. Lorsque la température au centre du four rapproche de 1 000 oC, gardez le four à 1 000 oC pendant 30 min. Puis, progressivement déplacer la chaudière de tube d’un bout à l’autre pour chauffer toute la longueur du tube pour le nettoyage de la paroi du tube quartz et le bateau en céramique.
  4. Après cela, laisser le four tube refroidir à température ambiante en désactivant le four. Lorsque le four a refroidi à la température ambiante, ouvrir le couvercle du four et sortir le nouveau bateau en céramique et le nouveau tube de quartz 1 pouce de diamètre, qui peut être utilisé pour les expériences ultérieures.

3. prétraitement SiO 2 /Si substrats

  1. Couper le SiO2/Si wafer (300 nm épais SiO2 sur Si fortement dopé) (voir la Table des matières) à l’aide d’une pointe à tracer diamant dans la bonne taille (environ 1,5 cm × 2 cm) à utiliser comme substrat de croissance.
  2. Nettoyer les SiO2/Si substrats dans l’acétone, alcool isopropylique et d’eau, suivie d’un coup d’azote sec.

4. synthèse du vrac rectangulaire en forme de flocons SnSe

  1. Place 0,010 g SnSe poudre (voir la Table des matières) dans le bateau propre en céramique. Placer un substrat de /Si SiO2propre (environ 1,5 cm × 2 cm) sur le bateau en céramique, la poudre de SnSe orientée vers la croissance. Position du bateau en céramique à l’intérieur d’un tube de quartz propre 1 pouce de diamètre.
  2. Placez le tube de quartz de 1 pouce de diamètre à l’intérieur d’un four à tube horizontal avec un tube de quartz de 2 pouces de diamètre à l’extérieur, puis assurez-vous que le bateau en céramique est situé en amont de la zone de chauffe de la chaudière de tube. Serrez les brides aux deux extrémités du tube et fermer la vanne d’évent, qui obture le tube de quartz de 2 pouces de diamètre.
  3. Allumer la pompe qui se connecte à la pompe le tube à une pression d’environ 1 × 10-2 mbar pour enlever l’air et l’humidité dans le tube, le tube de quartz. Après que la pression est atteinte, éteindre la pompe.
  4. Ensuite, ouvrez les robinets de gaz porteur, en utilisant le compteur de débit de gaz pour contrôler les flux de gaz. Introduire des 40 cm cube standard par minute (sccm) Ar et sccm 10 H2 (pureté : 99,9 %) dans le tube de quartz jusqu'à ce que la pression atmosphérique a été réalisée. Ouvrir les vannes d’évacuation pour permettre un flux continu de gaz dans les tubes de quartz.
  5. Fermer le couvercle du four et chauffer rapidement le fourneau de tube avec un 35 oC par minute-vitesse de chauffage.
  6. Lorsque la température au centre du four de 700 oC s’approche, se déplacer rapidement le four de tube pour positionner les poudres SnSe au centre du four. La poudre de SnSe va s’évaporer, et le gros que flocons SnSe déposera sur la surface de /Si2SiO.
  7. Après un temps de croissance de 15 min, ouvrez le couvercle du four pour refroidir rapidement le four de tube à température ambiante. Dans le même temps, ajuster le débit de Ar/H2 gaz porteur au maximum, qui aidera à conduire le gaz n’ayant pas réagi ou des particules sur les tubes. Une fois terminé le processus de croissance, en vrac SnSe flocons seront obtenues sur la surface des substrats SiO2/Si.

5. fabrication de simple couche rectangulaire en forme de flocons SnSe

  1. Placez le visage d’échantillon en vrac cultivés comme SnSe/SiO2/Si vers le haut sur un nouveau bateau propre en céramique. Position du bateau en céramique à l’intérieur d’un nouveau tube de quartz de nettoyer 1 pouce de diamètre.
  2. Mettre le tube de quartz de 1 pouce de diamètre à l’intérieur de la fournaise de tube horizontal avec un tube de quartz de 2 pouces de diamètre, avec le bateau en céramique situé en amont de la zone de chauffe de la chaudière de tube. Serrez les brides aux deux extrémités du tube et fermer la soupape de dégagement pour sceller le tube de quartz de 2 pouces de diamètre.
  3. Allumer la pompe qui se connecte sur le tube de quartz, le tube à une pression d’environ 1 × 10-2 mbar pour enlever l’air et l’humidité dans le tube de la pompe. Après que qui est atteinte, éteindre la pompe.
  4. Ouvrir les vannes de gaz porteur, en utilisant le compteur de débit de gaz pour contrôler les flux de gaz. Introduire 50 sccm N2 (pureté : 99,9 %) dans le tube de quartz jusqu'à atteindre la pression atmosphérique. Ouvrir les vannes d’évacuation pour permettre un flux continu de gaz dans les tubes de quartz.
  5. Fermer le couvercle du four et rapidement chauffer le four à tube à 700 oC en 20 min.
  6. Lorsque la température au centre du four de 700 oC s’approche, se déplacer rapidement le four de tube pour positionner l’échantillon /Si SnSe/SiO2au centre du four.
  7. Maintenir le four à 700 oC pendant ~ 5-20 min terminer le processus de gravure. Après cela, ouvrez le couvercle du four et refroidir rapidement le four de tube à température ambiante. Pendant ce temps, maintenir le flux de gaz2 N à un maximum, ce qui aidera à conduire le gaz n’ayant pas réagi ou des particules sur les tubes. Une fois terminé le processus de gravure, observer les flocons de SnSe forme rectangulaires de monocouche obtenues sur la surface des substrats SiO2/Si.
    Remarque : La gravure de gaz et l’heure de gravure sont les principaux facteurs de contrôle dans ce processus. Le mécanisme de la gravure est étudié en référence 29, donc voir référence 29 pour plus de détails.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Schémas du dispositif expérimental, images optiques, images de microscopie (AFM) force atomique, numérisation d’images de microscopie électronique (SEM) et des images de microscopie électronique (met) de transmission de flocons SnSe fabriqués sont illustrés à la Figure 1, Figure 2et Figure 3. Les images optiques sont effectuées par un microscope optique traditionnel. La lentille de l’oculaire est 10 X, et l’objectif est de 20 X 50 X et 100 X. Le temps d’exposition est d’environ 0,3 secondes. La résolution de l’image optique obtenue est 1, 376 × 1, 038. La taille de numérisation est 30 µm avec un aspect ratio de 1. Les décalages X et Y et l’angle sont toutes deux définies comme 0. La vitesse de balayage est 3,92 Hz avec une conduite de prélèvement/512. Le gain intégral et le gain proportionnel sont retrouvent respectivement 1.000 et 5.000. La consigne d’amplitude, fréquence d’entraînement et amplitude définie comme 208,9 mV, 1400,789 KHz, 85.14 mV, respectivement. SEM et TEM images ont été réalisées dans un microscope électronique fonctionné à 30 kV et 200 kV, respectivement.

La figure 1 illustre le processus d’évaporation le précurseur SnSe poudre déposés sur la surface de /Si SiO2à croître en bloc rectangulaire grande taille SnSe flocons grâce à une technique de dépôt de transport de vapeur dans le quartz de la pression atmosphérique système de tubes. Pour fabriquer des flocons de SnSe monocouche, nous avons transféré l’échantillon en vrac cultivés comme SnSe/SiO2/Si dans un four à tube adjacent pour la gravure de l’azote. On n’employait pas les méthodes de traitement thermique et chimique, ni qu’ils étaient nécessaires après les processus de croissance.

Figure 1
Figure 1 : synthèse. Diagrammes schématiques montrant l’appareil expérimental et les processus de synthèse en bloc rectangulaire SnSe flocons et la fabrication des flocons SnSe rectangulaire simple couche. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

La figure 2 illustre la microscopie optique et la caractérisation de la morphologie du synthétisés comme en vrac et monocouche SnSe flocons AFM. Nous avons constaté que le volume et la seule couche SnSe flocons sont approximativement rectangulaires et se développent aléatoirement sur substrats SiO2/Si. Figure 2 a -d et Figure 2f-i: nous avons obtenu SnSe flocons qui sont environ 30 µm × 50 µm taille, environ 200 fois plus grand que monocouche monocristallin SnSe nanofeuillets obtenus par Li et al. 28 Figure 2e montre une image AFM avec le profil de ligne correspondante d’un flocon de SnSe typique vrac synthétisées, révélant une surface plane avec une épaisseur d’environ 54,9 ± 5,6 nm. Nous avons mesuré une épaisseur de ~6.8 ± 1,4 Å pour les ultra mince rectangulaire SnSe flocons (Figure 2j), proche de la valeur théorique de SnSe monocouche de 5.749 Å18.

Figure 2
Figure 2 : Images de flocons de SnSe. Des images optiques de synthétisés en vrac (a à d) et monocouche (f-i) rectangulaire en forme de flocons de SnSe. Images AFM typiques du vrac (e) et monocouche (j) rectangulaire en forme de flocons SnSe au bords de flocon de (a) et (f), respectivement. Copyright : IOP révolutionnons la publication (la permission de reproduire requis). Ce chiffre a été modifié par Jiang et al. 29 S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Pour analyser la composition de microstructure et chimique des échantillons comme synthétisées, nous avons caractérisé le vrac et les flocons de SnSe monocouche par SEM et énergie dispersive x-ray spectrometry (EDX). Figure 3 a -b montre les images de SEM typiques de vrac et monocouche SnSe flocons, qui sont distribuées au hasard sur la surface de la SiO2/Si gaufrette. Nous pouvons voir que le vrac et flocons de SnSe monocouche sont approximativement rectangulaires avec des dimensions d’environ 30 µm × 50 µm, en excellent accord avec les résultats obtenus à partir d’images de microscopie optique (Figure 2). Le spectre EDX (Figure 3C) présente un rapport atomique 1:0.92 de Sn et de soi dans l’échantillon en vrac comme synthétisés, qui confirme SnSe stoechiométrique et pas SnSe2. Figure 3d montre une image typique de TEM du fragment SnSe transféré. Le patron de diffraction des électrons de zone sélectionnée (SAED) d’un fragment de SnSe monocouche montre clairement un schéma de diffraction orthogonalement symétrique (Figure 3e), ce qui indique que notre échantillon est monocristallin dans la nature. Les flocons de SnSe monocouche sont normalement orientées dans la direction de l’avion [100], comme la SAED illustre également un modèle de spot de réflexion 0 kl . Figure 3f montre l’image haute résolution TEM (HR-TEM) du fragment SnSe transféré avec deux franges de treillis orthogonal apparente de l’et des avions et des espacements de trellis d’environ 0,30 nm. L’angle entre les franges de trellis est environ 86,5o, ce qui correspond à une structure cristalline orthorhombique, en accord avec la théorie18.

Figure 3
Figure 3 : image SEM (un) et EDX spectre (c) de la plus grande partie SnSe flocons ; SEM image (b), image TEM (d), modèle de SAED (e) et une image haute définition TEM (f) des flocons de SnSe forme rectangulaires simple couche fragment, respectivement. Copyright : IOP révolutionnons la publication (la permission de reproduire requis). Ce chiffre a été modifié par Jiang et al. 29 S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Ici, la combinaison d’un procédé de dépôt de transport de vapeur et un azote technique de gravure dans un système de pression atmosphérique est la première fois. Dans le présent protocole, les étapes essentielles sont la section de la fabrication des flocons de SnSe monocouche.

Bien que les échantillons en vrac peuvent être gravé à l’eau-forte pour former un échantillon de monocouches de haute qualité, l’épaisseur des échantillons en vrac doit être uniforme et la température de décomposition des échantillons en vrac doit être supérieure à la température de la gravure. L’échantillon qui en résulte a une densité de couverture est faible, en raison de la plupart des échantillons en vrac étant entièrement gravé à l’eau-forte.

Pour l’application de la microscopie à effet tunnel (STM), la densité de la couverture des échantillons monocouche n’est pas assez. Toutefois, pour l’application de dispositifs optoélectroniques, la densité de la couverture est satisfaisante. Comme il y a eu une hausse récente de l’intérêt pour les matériaux nouveaux 2D Groupe-IV monochalcogénides, nous pensons que cette technique de fabrication simple en deux étapes peut être étendue à et est utile pour d’autres dans la préparation d’autre qualité grand-de taille matériaux 2D ultraminces.

L’étude de la stabilité à long terme, l’analyse DRX et caractérisation Raman de SnSe flocons se trouvent ailleurs29.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Nous n’avons rien à divulguer.

Acknowledgments

Cette recherche a été financée par le programme de Talents 1 000 pour les jeunes scientifiques de la Chine, Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (Grant no 51472164), l’A * STAR Pharos Programme (Grant no 152 70 00014) et facilité de soutien de NUS Center for Advanced 2D Matériaux.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
SnSe powder Sigma-Aldrich 1315-06-6 (99.999%) toxic, carcinogenic
Ar gas explosive
H2 gas flammable, explosive
SiO2/Si wafer 300 nm thick SiO2 on heavily doped Si
Acetone Sigma-Aldrich 67-64-1 toxic, flammable
Isopropanol Sigma-Aldrich 67-63-0 flammable
Quartz tube Dongjing Quartz Company, China
Ceramic boat Dongjing Quartz Company, China
Optical microscope Olympus, BX51
Atomic force microscopy Bruker Using FastScan-A probe type and ScanAsyst-air
Scanning electron microscopy JEOL JSM-6700F
transmission electron microscopy FEI Titan
Tube furnace MTI Corporation

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Geim, A. K., Novoselo, K. S. The Rise of Graphene. Nature Mater. 6, 183-191 (2007).
  2. Chhowalla, M., Shin, H. S., Eda, G., Li, L. -J., Loh, K. P., Zhang, H. The Chemistry of Two-Dimensional Layered Transition Metal Dichalcogenide Nanosheets. Nat. Chem. 5, 263-275 (2013).
  3. Zhang, W., Wang, Q., Chen, Y., Wang, Z., Wee, A. T. S. Van der Waals Stacked 2D Layered Materials for Optoelectronics. 2D Mater. 3 (1-17), 02200 (2016).
  4. Li, M. -Y., et al. Epitaxial Growth of a Monolayer WSe2-MoS2 Lateral p-n Junction with an Atomically Sharp Interface. Science. 349, 524-528 (2015).
  5. Wang, H., Yuan, H., Hong, S. S., Li, Y., Cui, Y. Physical and Chemical Tuning of Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides. Chem. Soc. Rev. 44, 2664-2680 (2015).
  6. Wang, Q. H., Kalantar-Zadeh, K., Kis, A., Coleman, J. N., Strano, M. S. Electronics and Optoelectronics of Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides. Nat.Nanotechnol. 7, 699-712 (2012).
  7. Kim, K. S., et al. Large-Scale Pattern Growth of Graphene Films for Stretchable Transparent Electrodes. Nature. 457, 706-710 (2009).
  8. Shalom, M., Gimenez, S., Schipper, F., Herraiz-Cardona, I., Bisquert, J., Antonietti, M. Controlled Carbon Nitride Growth on Surfaces for Hydrogen Evolution Electrodes. Angew. Chem. 126, 3728-3732 (2014).
  9. Liu, J., et al. Metal-Free Efficient Photocatalyst for Stable Visible Water Splitting via a Two-Electron Pathway. Science. 347, 970-974 (2015).
  10. Jiang, J., Zou, J., Wee, A. T. S., Zhang, W. Use of Single-Layer g-C3N4/Ag Hybrids for Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS). Sci.Rep. 6 (1-10), 34599 (2016).
  11. Jiang, J., Zhu, L., Zou, J., Ou-yang, L., Zheng, A., Tang, H. Micro/Nano-Structured Graphitic Carbon Nitride-Ag Nanoparticle Hybrids as Surface-Enhanced Raman Scattering Substrates with Much Improved Long-Term Stability. Carbon. 87, 193-205 (2015).
  12. Jariwala, D., Marks, T. J., Hersam, M. C. Mixed-dmensional van der Waals Heterostructures. Nature Mater. 16, 170-181 (2017).
  13. Late, D. J., et al. GaS and GaSe Ultrathin Layer Transistors. Adv. Mater. 24, 3549-3554 (2012).
  14. Klein, A., Lang, O., Schlaf, R., Pettenkofer, C., Jaegermann, W. Electronically Decoupled Films of InSe Prepared by van der Waals Epitaxy: Localized and Delocalized Valence States. Phys. Rev. Lett. 80, 361-364 (1998).
  15. Gomes, L. C., Carvalho, A. Phosphorene Analogues: Isoelectronic Two-Dimensional Group-IV Monochalcogenides with Orthorhombic Structure. Phys. Rev. B. 92 (1-8), 085406 (2015).
  16. Xue, D., Tan, J., Hu, J., Hu, W., Guo, Y., Wan, L. Anisotropic Photoresponse Properties of Single Micrometer-Sized GeSe Nanosheet. Adv. Mater. 24, 4528-4533 (2012).
  17. Antunez, P. D., Buckley, J. J., Brutchey, R. L. Tin and Germanium Monochalcogenide IV-VI Semiconductor Nanocrystals for Use in Solar Cells. Nanoscale. 3, 2399-2411 (2011).
  18. Zhao, L. D., et al. Ultralow Thermal Conductivity and High Thermoelectric Figure of Merit in SnSe Crystals. Nature. 508, 373-377 (2014).
  19. Zhao, L. D., et al. Ultrahigh Power Factor and Thermoelectric Performance in Hole-Doped Single-Crystal SnSe. Science. 351, 141-144 (2016).
  20. Bhatt, V. P., Gireesan, K., Pandya, G. R. Growth and Characterization of SnSe and SnSe2 Single Crystals. J. Cryst. Growth. 96, 649-651 (1989).
  21. Yu, J. G., Yue, A. S., Stafsudd, O. M. Growth and Electronic Properties of the SnSe Semiconductor. J. Cryst. Growth. 54, 248-252 (1981).
  22. Zhang, L., et al. Tinselenidene: a Two-dimensional Auxetic Material with Ultralow Lattice Thermal Conductivity and Ultrahigh Hole Mobility. Sci. Rep. 6 (1-9), (2016).
  23. Liu, X., Li, Y., Zhou, B., Wang, X., Cartwright, A. N., Swihart, M. T. Shape-Controlled Synthesis of SnE (E=S, Se) Semiconductor Nanocrystals for Optoelectronics. Chem. Mater. 26, 3515-3521 (2014).
  24. Franzman, M. A., Schlenker, C. W., Thompson, M. E., Brutchey, R. L. Solution-Phase Synthesis of SnSe Nanocrystals for Use in Solar Cells. J. Am. Chem. Soc. 132, 4060-4061 (2010).
  25. Baumgardner, W. J., Choi, J. J., Lim, Y. -F., Hanrath, T. SnSe Nanocrystals: Synthesis, Structure, Optical Properties, and Surface Chemistry. J. Am. Chem. Soc. 132, 9519-9521 (2010).
  26. Boscher, N. D., Carmalt, C. J., Palgrave, R. G., Parkin, I. P. Atmospheric Pressure Chemical Vapour Deposition of SnSe and SnSe 2 Thin Films on Glass. Thin Solid Films. 516, 4750-4757 (2008).
  27. Zhao, S., et al. Controlled Synthesis of Single-Crystal SnSe Nanoplates. Nano Res. 8, 288-295 (2015).
  28. Li, L., et al. Single-Layer Single-Crystalline SnSe Nanosheets. J. Am. Chem. Soc. 135, 1213-1216 (2013).
  29. Jiang, J., et al. Two-Step Fabrication of Single-Layer Rectangular SnSe Flakes. 2D Mater. 4 (1-9), 021026 (2017).

Tags

Ingénierie numéro 133 monocouche grandes rectangulaires SnSe flocons méthode de synthèse en deux étapes vapor deposition de transport système de pression atmosphérique l’azote technique de gravure
Fabrication de la pression atmosphérique de grande taille simple couche rectangulaire SnSe flocons
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Jiang, J., Wong, C. P. Y., Zhang,… More

Jiang, J., Wong, C. P. Y., Zhang, W., Wee, A. T. S. Atmospheric Pressure Fabrication of Large-Sized Single-Layer Rectangular SnSe Flakes. J. Vis. Exp. (133), e57023, doi:10.3791/57023 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter