Name: Tek katmanlı dikdörtgen SnSe büyük ölçekli pul imalatı atmosfer basıncı (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-03-21T13:30:00.000+00:00
Duration: 11 min 21 s
Description: Öğrenin, atmosferik basınçta buhar taşıma biriktirme ve azot asındırma yöntemiyle SiO₂/Si substratları üzerinde tek katmanlı dikdörtgen SnSe pul imalatını. Bu teknik, malzeme bilimi ve nanoteknoloji araştırmaları için ölçeklenebilir bir çözüm sunar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu araştırma 1.000 yetenekleri programı tarafından desteklenen genç Çin bilim adamları, Ulusal Doğa Bilimleri Foundation of China (Grant No. 51472164), A * STAR Pharos programı (Grant No 152 70 00014) ve gelişmiş 2B için NUS Merkezi'nden Destek Merkezi Malzemeler.

Dikkat: Bazı kimyasal maddeler ve bu çalışmada kullanılan gazlar toksik, kanserojen, yanıcı ve patlayıcı. Lütfen tüm uygun güvenlik uygulamaları mühendislik kontrolleri (duman hood) ve kişisel koruyucu ekipman (koruyucu gözlük, profesyonel koruyucu maske, eldiven, önlük, tam uzunlukta kullanımı da dahil olmak üzere bir buhar taşıma biriktirme yerine getirirken kullanın pantolon ve kapalı-toe ayakkabı).
1. auto-Tune işlevi sıcaklığı denetleyicisi parametreleri
Not: SnSe pul sentezi önce Isıtma sistemi fırın üreticisinin takip ederek ayarlanması gerekiyor.
<ol><li>En sık kullanılan sıcaklık % 80'i hedef sıcaklık ayarlayın. Burada, 560 oC 1 h için ayarla ve fırın çalıştırın.</li>
	<li>Ne zaman sıcaklık 560 oC yaklaşımlar, anahtar için 1 2 s, "HAL" parametre açılır Not ve basın "SET" için "SET" tuşuna basın s sonraki parametrenin gitmek.</li>
	<li>Anahtarı "Ayarlama" tuşuna basmaya devam edin. Sonra "Cont = 3" görünür, 2 ayarlayın. Sistem auto-tune işlev değerini Int, Pro ve Lt için çalışmaya başlar ve sonra sistem 3'e gidecek. Yeniden otomatik ayar gerektiğinde 2 olarak ayarlayın.</li>
</ol>2. ön kuvars tüp ve seramik tekneler
Not: SnSe pul sentezi önce temizleme işlemi nerede yeni bir seramik tekne ve yeni bir kuvars tüp gereklidir yüksek sıcaklık ön işleme.
<ol><li>Yeni bir seramik botun yeni 1-inç çapında kuvars tüp içinde konumlandırın. Yeni 2 inç çapında kuvars tüp ile 1-inç çapında kuvars tüp yatay tüp fırın içine yerleştirin. Her iki ucunda da tüpler sıkıca sabit ve desteklenen emin olun.</li>
	<li>Fırın kapağını kapatın ve tüp ocağı 1000 oC 30 dk ısı.</li>
	<li>Merkezi fırın sıcaklığında 1000 oC yaklaştığında, fırın 1000 oC 30 dk tutun. Sonra yavaş yavaş tüp ocağı bir ucundan diğerine tüpü kuvars tüp duvar ve seramik tekne temizlik için tüm uzunluğu ısı taşıyın.</li>
	<li>Bundan sonra fırın çevirerek oda sıcaklığında soğumaya tüp ocağı izin. Fırın oda sıcaklığına soğuyunca fırın kapağı açın ve yeni seramik tekne ve sonraki deneyler için kullanılan yeni 1-inç çapında kuvars tüp çıkarmak.</li>
</ol>3. tedavi öncesi SiO 2 /sı yüzeylerde
<ol><li>SiO2/sı gofret (300 nm kalın SiO2 ' Si ağır katkılı) kesme ( Tablo malzemelerigörmek) büyüme yüzeyler kullanılmak üzere uygun bir boyut (1.5 cm × 2 cm) bir elmas scriber kullanarak.</li>
	<li>SiO2/sı yüzeylerde aseton, isopropanol ve bir azot darbe kuru takip su, temiz.</li>
</ol>4. toplu dikdörtgen sentezi SnSe pul şeklinde
<ol><li>Yer 0.010 g SnSe temiz seramik bota toz ( Tablo malzemelerigörmek). Bir temiz SiO2/sı substrat (1.5 cm × 2 cm) seramik teknenin büyüme yüzü SnSe toz bakacak şekilde yerleştirin. Seramik botun temiz 1-inç çapında kuvars tüp içinde konumlandırın.</li>
	<li>2-inç çapında kuvars tüp ile 1-inç çapında kuvars tüp içinde yatay tüp ocağı dışarıdan yerleştirin ve seramik teknenin akıntıya karşı tüp ocağı Isıtma bölgenin bulunduğu olduğundan emin olun. Tüp her iki ucundaki flanşlar sıkın ve 2-inç çapında kuvars tüp mühürler havalandırma vanayı kapat.</li>
	<li>Kuvars tüp, pompa hava ve nem tüp kaldırmak için ~ 1 × 10-2 mbar basınç tüp bağlanır pompa açın. Bu basınç elde sonra pompa kapatmak açın.</li>
	<li>Sonra gaz akışı denetlemek için gaz akış ölçeri kullanmayı taşıyıcı gaz valfleri açın. 40 dk (sccm) Ar her Standart küp cm ve 10 sccm H2 tanıtmak (saflık: % 99.9) atmosfer basıncı elde kadar kuvars tüp içine. Kuvars tüplerde gaz, sürekli bir akış sağlamak için havalandırma vanaları açın.</li>
	<li>Fırın kapağını kapatın ve hızla bir 35 oC başına dakika Isıtma-oranı ile tüp fırın ısı.</li>
	<li>Merkezi fırın sıcaklığında 700 oC yaklaştığında, tüp fırın fırın merkezinde SnSe tozlar konumlandırmak için acele. SnSe toz buharlaşır gider ve SnSe pul toplu SiO2/sı yüzeyinde yatıracaktır.</li>
	<li>15 dk büyüme süre sonra hızlı bir şekilde tüp ocağı için oda sıcaklığında soğumaya fırın kapağı açın. Bu arada, unreacted gaz veya parçacıklar tüpler dışarı götürmek için yardımcı olacak Ar/H2 taşıyıcı gaz için en fazla, akışını ayarlayın. Büyüme süreci tamamlandığında, toplu SnSe pul SiO2/sı yüzeylerde yüzey elde edilir.</li>
</ol>5. tek katmanlı dikdörtgen imalatı SnSe pul şeklinde
<ol><li>Toplu olarak yetiştirilen SnSe/SiO2/sı örnek yüz kadar yeni bir temiz seramik tekne yerleştirin. Seramik botun yeni bir temiz 1-inç çapında kuvars tüp içinde konumlandırın.</li>
	<li>2-inç çapında kuvars tüp ile 1-inç çapında kuvars tüp yatay tüp fırın içerisine bulunan seramik tekne ile koymak tüp ocağı Isıtma alanı ters yönde. Tüp her iki ucundaki flanşlar sıkın ve 2-inç çapında kuvars tüp imzalamaya havalandırma vanayı kapat.</li>
	<li>Kuvars tüp, tüp hava ve nem kaldırmak için ~ 1 × 10-2 mbar basınç tüp aşağı pompa bağlanır pompa açın. Bu elde edilir sonra pompa kapatmak açın.</li>
	<li>Gaz akış metre gaz akışı denetlemek için kullanma taşıyıcı gaz vanaları açın. 50 sccm N2 tanıtmak (saflık: % 99.9) atmosfer basıncı elde kadar kuvars tüp içine. Kuvars tüplerde gaz, sürekli bir akış sağlamak için havalandırma vanaları açın.</li>
	<li>Fırın kapağını kapatın ve hızla tüp ocağı 700 oC 20 dk içinde ısı.</li>
	<li>Merkezi fırın sıcaklığında 700 oC yaklaştığında, tüp fırın fırın merkezinde toplu SnSe/SiO2/sı örnek konumlandırmak için acele.</li>
	<li>Fırını 700 oC Dağlama işlemini tamamlamak ~ 5-20 dk, korumak. Bundan sonra fırın kapağı açın ve hızlı bir şekilde serin tüp ocağı için oda sıcaklığında. Bu arada, N2 gaz akışını sürücü unreacted gaz veya parçacıklar dışarı tüpler için yardımcı olacak en fazla, devam et. Aşındırma işlemi tamamlandığında, SiO2/sı yüzeylerde yüzey üzerinde elde edilen tek katmanlı dikdörtgen şekilli SnSe pul gözlemlemek. Not: Gravür gaz ve gravür saat bu süreçte ana kontrol eden faktörler vardır. Gravür mekanizması başvuru 29 araştırdık, yani 29 daha fazla bilgi için bkz.</li>
</ol>

<ol><li>Geim, A. K., Novoselo, K. S. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/nmat1849">The Rise of Graphene.</a> Nature Mater. 6, 183-191 (2007).</li>
<li>Chhowalla, M., Shin, H. S., Eda, G., Li, L. -J., Loh, K. P., Zhang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Chemistry+of+Two-Dimensional+Layered+Transition+Metal+Dichalcogenide+Nanosheets%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Chem%22%5BJournal%5D)">The Chemistry of Two-Dimensional Layered Transition Metal Dichalcogenide Nanosheets.</a> Nat. Chem. 5, 263-275 (2013).</li>
<li>Zhang, W., Wang, Q., Chen, Y., Wang, Z., Wee, A. T. S. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/2053-1583/3/2/022001/pdf">Van der Waals Stacked 2D Layered Materials for Optoelectronics.</a> 2D Mater. 3 (1-17), 02200(2016).</li>
<li>Li, M. -Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epitaxial+Growth+of+a+Monolayer+WSe2-MoS2+Lateral+p-n+Junction+with+an+Atomically+Sharp+Interface%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Epitaxial Growth of a Monolayer WSe2-MoS2 Lateral p-n Junction with an Atomically Sharp Interface.</a> Science. 349, 524-528 (2015).</li>
<li>Wang, H., Yuan, H., Hong, S. S., Li, Y., Cui, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Physical+and+Chemical+Tuning+of+Two-Dimensional+Transition+Metal+Dichalcogenides%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Soc.+Rev%22%5BJournal%5D)">Physical and Chemical Tuning of Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides.</a> Chem. Soc. Rev. 44, 2664-2680 (2015).</li>
<li>Wang, Q. H., Kalantar-Zadeh, K., Kis, A., Coleman, J. N., Strano, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electronics+and+Optoelectronics+of+Two-Dimensional+Transition+Metal+Dichalcogenides%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Electronics and Optoelectronics of Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides.</a> Nat.Nanotechnol. 7, 699-712 (2012).</li>
<li>Kim, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-Scale+Pattern+Growth+of+Graphene+Films+for+Stretchable+Transparent+Electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Large-Scale Pattern Growth of Graphene Films for Stretchable Transparent Electrodes.</a> Nature. 457, 706-710 (2009).</li>
<li>Shalom, M., Gimenez, S., Schipper, F., Herraiz-Cardona, I., Bisquert, J., Antonietti, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+Carbon+Nitride+Growth+on+Surfaces+for+Hydrogen+Evolution+Electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Angew.+Chem%22%5BJournal%5D)">Controlled Carbon Nitride Growth on Surfaces for Hydrogen Evolution Electrodes.</a> Angew. Chem. 126, 3728-3732 (2014).</li>
<li>Liu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metal-Free+Efficient+Photocatalyst+for+Stable+Visible+Water+Splitting+via+a+Two-Electron+Pathway%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Metal-Free Efficient Photocatalyst for Stable Visible Water Splitting via a Two-Electron Pathway.</a> Science. 347, 970-974 (2015).</li>
<li>Jiang, J., Zou, J., Wee, A. T. S., Zhang, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+Single-Layer+g-C3N4%2FAg+Hybrids+for+Surface-Enhanced+Raman+Scattering+%28SERS%29%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.Rep%22%5BJournal%5D)">Use of Single-Layer g-C3N4/Ag Hybrids for Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS).</a> Sci.Rep. 6 (1-10), 34599(2016).</li>
<li>Jiang, J., Zhu, L., Zou, J., Ou-yang, L., Zheng, A., Tang, H. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S000862231500113X">Micro/Nano-Structured Graphitic Carbon Nitride-Ag Nanoparticle Hybrids as Surface-Enhanced Raman Scattering Substrates with Much Improved Long-Term Stability.</a> Carbon. 87, 193-205 (2015).</li>
<li>Jariwala, D., Marks, T. J., Hersam, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mixed-dmensional+van+der+Waals+Heterostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Mater%22%5BJournal%5D)">Mixed-dmensional van der Waals Heterostructures.</a> Nature Mater. 16, 170-181 (2017).</li>
<li>Late, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((GaS+and+GaSe+Ultrathin+Layer+Transistors%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">GaS and GaSe Ultrathin Layer Transistors.</a> Adv. Mater. 24, 3549-3554 (2012).</li>
<li>Klein, A., Lang, O., Schlaf, R., Pettenkofer, C., Jaegermann, W. <a target="_blank" href="https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.80.361">Electronically Decoupled Films of InSe Prepared by van der Waals Epitaxy: Localized and Delocalized Valence States.</a> Phys. Rev. Lett. 80, 361-364 (1998).</li>
<li>Gomes, L. C., Carvalho, A. <a target="_blank" href="https://arxiv.org/abs/1504.05627">Phosphorene Analogues: Isoelectronic Two-Dimensional Group-IV Monochalcogenides with Orthorhombic Structure.</a> Phys. Rev. B. 92 (1-8), 085406(2015).</li>
<li>Xue, D., Tan, J., Hu, J., Hu, W., Guo, Y., Wan, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anisotropic+Photoresponse+Properties+of+Single+Micrometer-Sized+GeSe+Nanosheet%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Anisotropic Photoresponse Properties of Single Micrometer-Sized GeSe Nanosheet.</a> Adv. Mater. 24, 4528-4533 (2012).</li>
<li>Antunez, P. D., Buckley, J. J., Brutchey, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tin+and+Germanium+Monochalcogenide+IV-VI+Semiconductor+Nanocrystals+for+Use+in+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Tin and Germanium Monochalcogenide IV-VI Semiconductor Nanocrystals for Use in Solar Cells.</a> Nanoscale. 3, 2399-2411 (2011).</li>
<li>Zhao, L. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultralow+Thermal+Conductivity+and+High+Thermoelectric+Figure+of+Merit+in+SnSe+Crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Ultralow Thermal Conductivity and High Thermoelectric Figure of Merit in SnSe Crystals.</a> Nature. 508, 373-377 (2014).</li>
<li>Zhao, L. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrahigh+Power+Factor+and+Thermoelectric+Performance+in+Hole-Doped+Single-Crystal+SnSe%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Ultrahigh Power Factor and Thermoelectric Performance in Hole-Doped Single-Crystal SnSe.</a> Science. 351, 141-144 (2016).</li>
<li>Bhatt, V. P., Gireesan, K., Pandya, G. R. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0022024889900638">Growth and Characterization of SnSe and SnSe2 Single Crystals.</a> J. Cryst. Growth. 96, 649-651 (1989).</li>
<li>Yu, J. G., Yue, A. S., Stafsudd, O. M. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0022024881904693">Growth and Electronic Properties of the SnSe Semiconductor.</a> J. Cryst. Growth. 54, 248-252 (1981).</li>
<li>Zhang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tinselenidene%3A+a+Two-dimensional+Auxetic+Material+with+Ultralow+Lattice+Thermal+Conductivity+and+Ultrahigh+Hole+Mobility%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Rep%22%5BJournal%5D)">Tinselenidene: a Two-dimensional Auxetic Material with Ultralow Lattice Thermal Conductivity and Ultrahigh Hole Mobility.</a> Sci. Rep. 6 (1-9), (2016).</li>
<li>Liu, X., Li, Y., Zhou, B., Wang, X., Cartwright, A. N., Swihart, M. T. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cm501023w">Shape-Controlled Synthesis of SnE (E=S, Se) Semiconductor Nanocrystals for Optoelectronics.</a> Chem. Mater. 26, 3515-3521 (2014).</li>
<li>Franzman, M. A., Schlenker, C. W., Thompson, M. E., Brutchey, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solution-Phase+Synthesis+of+SnSe+Nanocrystals+for+Use+in+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Solution-Phase Synthesis of SnSe Nanocrystals for Use in Solar Cells.</a> J. Am. Chem. Soc. 132, 4060-4061 (2010).</li>
<li>Baumgardner, W. J., Choi, J. J., Lim, Y. -F., Hanrath, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SnSe+Nanocrystals%3A+Synthesis%2C+Structure%2C+Optical+Properties%2C+and+Surface+Chemistry%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">SnSe Nanocrystals: Synthesis, Structure, Optical Properties, and Surface Chemistry.</a> J. Am. Chem. Soc. 132, 9519-9521 (2010).</li>
<li>Boscher, N. D., Carmalt, C. J., Palgrave, R. G., Parkin, I. P. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040609007015301">Atmospheric Pressure Chemical Vapour Deposition of SnSe and SnSe 2 Thin Films on Glass.</a> Thin Solid Films. 516, 4750-4757 (2008).</li>
<li>Zhao, S., et al. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s12274-014-0676-8">Controlled Synthesis of Single-Crystal SnSe Nanoplates.</a> Nano Res. 8, 288-295 (2015).</li>
<li>Li, L., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23311291">Single-Layer Single-Crystalline SnSe Nanosheets.</a> J. Am. Chem. Soc. 135, 1213-1216 (2013).</li>
<li>Jiang, J., et al. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/2053-1583/aa6aec/meta">Two-Step Fabrication of Single-Layer Rectangular SnSe Flakes.</a> 2D Mater. 4 (1-9), 021026(2017).</li>
</ol>

İfşa etmek yok.

Burada, buharı taşıma biriktirme yöntemi ve bir azot tekniği bir atmosferik basınç sisteminde aşındırma ile birlikte ilk bildirilmektedir. Bu protokol için tek katmanlı SnSe pul imalatı bölümünü önemli adımlardır.
Her ne kadar bir yüksek kaliteli tek katmanlı örnek oluşturmak üzere toplu örnekleri kazınmış, toplu örnekleri kalınlığı tek tip olmalı ve toplu örnekleri ayrışma sıcaklığını gravür sıcaklık yüksek olmalıdır. Elde edilen örnek tamamen kazınmış çoğu toplu örnekleri nedeniyle düşük kap...

İki boyutlu (2D) malzeme içine araştırma grafen, 2D malzemeler üzerinde onların toplu karşılıkları1 üstün elektrik, optik ve mekanik özelliklere sahip olma olasılığı nedeniyle başarılı yalıtım beri son yıllarda bloomed , 2 , 3 , 4 , 5. opto-elektronik ve elektronik cihazlar6,7, kataliz ve8,9, Raman yüzey Gelişmiş bölme su 2D malzemeler göstermektedir umut verici uygulamalar saçılma algılama 10,11, vb 2D Malzeme Into Bakımı katmanlı malzemelerin büyük bir aile göstermek büyük çeşitlilik, yarı metalik Grafin yarıiletken Geçiş metalleri dichalcogenides (TMDs değişen ) ve siyah fosfor (BP) yalıtım altıgen bor nitrit (h-BN) için. Bu malzeme ve onların heterostructures de son yıllarda okudu ve birçok yeni özellikleri ve uygulamaları12sergiledik. Diğer daha az okudu ama aynı derecede 2D umut verici katmanlı IIIa malzemelerinde-VIA (gaz, GaSe ve b)13,14 ve IVA-(GeS, GeSe ve SnS)15VIA,16,17 aileleri var. Ayrıca son zamanlarda alınan dikkat.
SnSe ait olduğu için IVA-grubu aracılığıyla ve pnma alan grubunda düzenlenmiş ve phosphorene kristal yapısı gibi katman içinde bükülmüş atomları ile bir Ortorombik yapısında billurlaşır. SnSe dar boşluk yarı iletken bir grup boşluk 0.6 ev ile olmakla birlikte, daha iyi bilinen onun daha fazla benzersiz termoelektrik özellikleri olduğu gibi 923 K18,19 , 2.6, çok yüksek bir ZT (termoelektrik hak rakam) değere sahip olarak bildirilmektedir , hangi atfedilen benzersiz elektronik yapısını ve düşük ısı iletkenlik için. Kristalleri ticari olarak kullanılabilir ve bilinen yöntemler tarafından yetiştirilen SnSe toplu Deal-Stockbarger yöntemi20 veya kimyasal buharı taşıma yöntemi gibi büyük büyüyen21, az katlı ve tek katmanlı SnSe Dielektrik üzerinde boy daha zor yüzeylerde var. Çok odaklı pirolitik grafit (HOPG), Mika, SiO2, Si3N4ve cam gibi 2D malzeme büyümeyi desteklemek üzere çok sayıda yüzeylerde vardır. Bu alan - etkisi transistörler, imalatı nerede Dielektrik elektrik arka kapıyı bir parçası olarak hizmet sağlar düşük maliyetli SiO2 Dielektrik en sık substrat, kullanılan şunlardır. Toplu SnSe bağlama enerji22 32 meV'interlayer yüksek olduğu gibi bizim deneyim, aksine grafen ve TMDs, bu kaç katmanlı ya da tek katmanlı SnSe pul micromechanical pul pul dökülme yöntemiyle elde etmek zordur / kalın için açan2, Å katmanlar, pullu pul kenarları boyunca bile. Özellikle SnSe bu yana bu nedenle, birkaç katman ve tek katmanlı SnSe roman elektronik özelliklerini incelemek için yüzeylerde yalıtım üzerinde yüksek kaliteli büyük ölçekli tek katmanlı SnSe kristalleri hazırlamak için yeni, basit ve düşük maliyetli sentetik bir yöntemi gereklidir termoelektrik enerji dönüşümü düşük ve orta sıcaklık aralığı19başvurularda adayı olarak gösterilen büyük söz.
Çeşitli araştırmacılar yüksek kaliteli SnSe kristalleri sentezlemek için yöntemler geliştirdik. Liu vd. 23 ve Franzman vd. 24 SnSe nanocrystals kuantum nokta, nanoplates, tek kristal nanosheets, nanoflowers ve SnCl2 ve alkil-fosfamin-selenyum veya dialkyl kullanarak nanopolyhedra gibi farklı şekiller sentezlemek için bir çözüm fazlı metodu öncüleri olarak diselenium. Baumgardner vd. sıcak trioctylphosphine bis[bis(trimethylsilyl)amino]tin(II) enjekte edilerek 25 kolloidal SnSe nano tanecikleri sentez ve nanocrystals ~ 4-10 nm çapında elde ettiler. Boscher vd. 26 SnSe Filmler cam yüzeylerde bir teneke tetraklorür oranı 10 Dietil selenit onların sentezlenmiş büyük ve teneke tetraklorür ve Dietil selenit öncüleri kullanarak elde etmek için bir atmosfer basıncı kimyasal Buhar biriktirme tekniği kullanılan SnSe filmler vardı yaklaşık 100 nm kalın ve Gümüş-Siyah görünüşte. Zhao vd. 27 kullanılan taşıma ifade bir düşük vakum sistemi Buhar ve tek-kristal SnSe nanoplates Mika yüzeyler üzerinde sentezlenmiş ve 1-6 µm kare nanoplates elde. Ancak, tek katmanlı SnSe alma kristalleri bu teknikleri kullanarak mümkün değildir. Li vd. 28 tek katmanlı tek-kristal SnSe nanosheets SnCl4 ve SeO2 Kara filmin tarih öncesi bir one-pot sentetik yöntemi kullanarak başarılı bir şekilde sentezledim. Ancak, onlar sadece bir yanal boyutu yaklaşık 300 almak başardık nm onların nanosheets için. Biz son zamanlarda bizim yöntem yüksek kalite, faz saf29olan büyük ölçekli tek katmanlı SnSe kristalleri büyümek için yayımlanmıştır. Bu ayrıntılı iletişim kuralı yeni uygulayıcıları Bu metodoloji kullanarak diğer büyük-büyüklük yüksek-nitelik ultrathin 2D malzemeleri büyümeye yardımcı olmak içindir.

<table><tbody><tr><td>SnSe tozu</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>1315-06-6</td> <td>(% 99.999) toksik, kanserojen</td></tr><tr><td>Ar gazı</td><td></td><td></td><td>patlayıcı</td></tr><tr><td>H2 gazı</td><td></td><td></td><td>yanıcı, patlayıcı</td></tr><tr><td>SiO2 / Si gofret</td><td></td><td></td><td>300 nm kalınlığında SiO2 ağır katkılı Si</td></tr><tr><td>Aseton</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>67-64-1</td><td>toksik, yanıcı</td></tr><tr><td>İzopropanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>67-63-0</td><td>yanıcı</td></tr><tr><td>Kuvars tüp</td><td>Dongjing Kuvars Şirketi, Çin</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Seramik tekne</td><td>Dongjing Kuvars Şirketi, Çin</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Optik mikroskop</td><td>Olympus, BX51</td><td></td><td></td></tr><tr><td>FastScan-A prob tipi ve ScanAsyst-hava</td>Taraması kullanan<td>atomik kuvvet mikroskobu</td><td>Bruker</td><td></td></tr><tr><td> elektron mikroskobu</td><td>JEOL JSM-6700F</td><td></td><td></td></tr><tr><td>transmisyon elektron mikroskobu</td><td>FEI Titan</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tüp fırın</td><td>MTI Corporation</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

tek katmanlı dikdörtgen snse büyük ölçekli pul imalatı atmosfer basıncı

Atmospheric Pressure Fabrication of Large-Sized Single-Layer Rectangular SnSe Flakes

Teneke selenit (SnSe) phosphorene gibi bükülmüş bir yapı ile katmanlı metal chalcogenide malzemelerin ailesine ait olduğu ve iki boyutlu nanoelektronik aygıt içinde uygulamalar için potansiyel göstermiştir. Her ne kadar SnSe nanocrystals sentezlemek için pek çok yöntem geliştirdik, tek katmanlı SnSe pul büyüklüğünde imal etmek basit bir şekilde büyük bir mücadele kalır. Burada, biz doğrudan büyük boyutlu tek bir atmosfer basıncı kuvars tüpünde basit iki aşamalı imalat yöntemiyle yüzeylerde yalıtım sık kullanılan SiO2/sı üzerinde dikdörtgen SnSe pul kat büyümeye deneysel yöntem gösteriyor fırın sistemi. Tek katmanlı dikdörtgen SnSe ~6.8 Å bir ortalama kalınlık ile pul ve yanal boyutları yaklaşık 30 µm × 50 µm buharı taşıma ifade tekniği ve azot gravür rota a kombinasyonu tarafından fabrikasyon. Morfoloji, mikroyapı ve dikdörtgen SnSe pul elektriksel özellikleri ile karakterize ve mükemmel crystallinity ve iyi elektronik özellikleri elde etmek. İki aşamalı imalat yöntemi ile ilgili bu madde bir atmosferik basınç sistemi kullanarak diğer iki boyutlu, büyük ölçekli, tek katmanlı malzeme benzer büyümek araştırmacılar yardımcı olabilir.

Deneysel cihazları, optik görüntü, Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) görüntüleri, elektron mikroskobu (SEM) görüntüleri taramak ve transmisyon elektron mikroskobu (TEM) görüntüleri uydurma SnSe pul şematik diyagramların şekil 1' de gösterilen, Şekil 2ve şekil 3. Optik görüntüleri geleneksel optik mikroskop tarafından gerçekleştirilir. Mercek lens 10 X 20 X, 50 X ve 100 X objektif lens mi var... Pozlama ...

Bir iletişim kuralı büyük boyutlu tek bir atmosfer basıncı quartz tüp ocağı sisteminde düşük maliyetli SiO2/sı Dielektrik gofret üzerinde dikdörtgen şekilli SnSe pul kat büyümek için bir iki aşamalı imalat tekniği gösteren sunulur.

Tek katmanlı dikdörtgen SnSe büyük ölçekli pul imalatı atmosfer basıncı

Tin selenide (SnSe) belongs to the family of layered metal chalcogenide materials with a buckled structure like phosphorene, and has shown potential for ...

Bir atmosferik basınç sisteminde bir buhar taşıma biriktirme tekniği ile nitrojen aşındırma yöntemini birleştirmeye yönelik sentetik yöntemin genel amacı, dielektrik substratlar üzerinde yüksek kaliteli, büyük boyutlu tek katmanlı malzemelerin imalatını göstermektir. Bu yöntem, kalay sülfür, germanyum selenit ve indiyum tellerid gibi tek katmanlı malzemelerin boyutunda iki boyutlu çizgilerin büyümesi için genel bir yapı sağlar. Bu tekniğin temel avantajı, büyük boyutlu tek katmanlı pulların, bir buhar taşıma biriktirme tekniği ve bir atmosferik basınç sisteminde nitrojen aşındırma yöntemi ile düşük maliyetli silikon dioksit silikon dielektrikler üzerinde büyütülebilmesidir.Bu tekniğin etkileri, diğer iki boyutlu malzemelerin imalatına kadar uzanır, çünkü kendi kendini sınırlayan nitrojen aşındırma yöntemi, her ikisinde de tek katmanların oluşumu için faydalı olabilir. Bu yöntem için ilk olarak, nitrojen atmosferi altında yüksek üretim olan tungsten diselenid, kalay selenitin büyümesini gerçekleştirdiğimde ve nitrojenin malzemeyi aşındırdığını bulduğumda aklıma geldi. İlk olarak, yatay bir tüp fırının hedef sıcaklığını bir saat boyunca 560 santigrat dereceye ayarlayın ve fırını çalıştırın.Sıcaklık 560 santigrat dereceye yaklaştığında, ayar tuşuna iki saniye basın. HAL" parametresi açıldığında, bir sonraki parametreye geçmek için ayar tuşuna bir saniye basın. Ayar tuşuna basmaya devam edin.Cont eşittir üç" göründükten sonra iki olarak ayarlayın. Sistem, Int, Pro ve LT değerini hesaplamak için otomatik ayar işlevini başlatır ve ardından sistem üçe gider. Yeniden otomatik ayar gerektiğinde, bunu iki olarak ayarlayın.Bir inç çapında yeni bir kuvars tüpün içine yeni bir seramik tekne yerleştirin. Kuvars tüpünü, iki inç çapında yeni bir kuvars tüp içeren yatay tüp fırınının içine yerleştirin. Tüplerin her iki ucunun da sıkıca sabitlendiğinden ve desteklendiğinden emin olun.Fırın kapağını kapatın ve tüp fırını 30 dakika boyunca 1000 santigrat dereceye ısıtın. Fırını 30 dakika boyunca 1000 santigrat derecede tuttuktan sonra, kuvars tüp duvarını ve seramik tekneyi temizlemek için tüpün tüm uzunluğunu ısıtmak için tüp fırını kademeli olarak bir uçtan diğer uca hareket ettirin. Bunu takiben, fırını kapatarak tüp fırının oda sıcaklığına soğumasını bekleyin.Fırın soğuduğunda, fırın kapağını açın ve sonraki deneyler için kullanılabilecek seramik tekneyi ve bir inç çapındaki kuvars tüpü çıkarın. Bir elmas çizici kullanarak, büyüme substratları olarak kullanılmak üzere bir silikon dioksit silikon gofretini 1,5 x iki santimetrelik numuneler halinde kesin. Silikon alt tabakaları aseton, izopropanol ve suda temizleyin.Daha sonra alt tabakaları nitrojen ile kurutun. Temiz seramik tekneye 0.01 gram kalay selenit tozu koyun. Seramik tekneye, büyüme tarafı kalay selenit tozuna bakacak şekilde temiz bir silikon dioksit silikon alt tabaka yerleştirin.Ardından seramik tekneyi bir inç çapındaki temiz kuvars tüpün içine yerleştirin. Bir inç çapındaki kuvars tüpünü, dışında iki inç çapında bir kuvars tüp içeren yatay tüp fırınının içine yerleştirin ve seramik teknenin, tüp fırının ısıtma bölgesinin yukarısına yerleştirildiğinden emin olun. Borunun her iki ucundaki flanşları sıkın ve iki inç çapındaki kuvars boruyu kapatmak için havalandırma valfini kapatın.Şimdi kuvars tüpe bağlanan pompayı açın ve tüpteki havayı ve nemi gidermek için tüpü yaklaşık bir kez 10 ila eksi iki milibar basınca pompalayın. Ardından, gaz akışlarını kontrol etmek için gaz akış ölçeri kullanarak taşıyıcı gaz vanalarını açın. Atmosferik basınç elde edilene kadar kuvars tüpe 40 sccm argon ve 10 sccm hidrojen ekleyin.Ardından, kuvars tüplere sürekli bir gaz akışına izin vermek için havalandırma valflerini açın. Fırın kapağını kapatın ve tüp fırını dakikada 35 santigrat derece ısıtma hızıyla hızla ısıtın. Fırının merkezindeki sıcaklık 700 santigrat dereceye yaklaştığında, tozu buharlaştırmak ve silikon dioksit silikon yüzeyinde dökme pullar biriktirmek için kalay selenit tozunu fırının ortasına yerleştirmek için tüp fırını hızla hareket ettirin.15 dakikalık büyüme süresinden sonra, tüp fırını hızlı bir şekilde oda sıcaklığına soğutmak için fırın kapağını açın. Bu arada, reaksiyona girmemiş gazı ve parçacıkları tüplerden çıkarmaya yardımcı olmak için argon-hidrojen taşıyıcı gazın akışını en üst düzeye çıkarın. Büyüme süreci tamamlandığında, silikon dioksit silikon substratların yüzeyinde toplu kalay selenit pulları elde edilecektir.Yetiştirilmiş toplu numuneyi yüzü yukarı bakacak şekilde yeni, temiz bir seramik tekneye yerleştirin. Seramik tekneyi yeni, temiz, bir inç çapında bir kuvars tüpün içine yerleştirin. Bir inç çapındaki kuvars tüpünü, iki inç çapında bir kuvars tüp içeren yatay tüp fırınının içine, seramik tekne tüp fırınının ısıtma bölgesinin akış yukarısına yerleştirilecek şekilde yerleştirin.Borunun her iki ucundaki flanşları sıkın ve iki inç çapındaki kuvars boruyu kapatmak için havalandırma valfini kapatın. Bunu takiben, kuvars tüpe bağlanan pompayı açın ve tüpteki havayı ve nemi gidermek için tüpü yaklaşık bir çarpı 10 eksi iki milibar basınca pompalayın. Ardından pompayı kapatın.Gaz akışlarını kontrol etmek için gaz akış ölçeri kullanarak taşıyıcı gaz vanalarını açın. Atmosferik basınç elde edilene kadar kuvars tüpe 50 sccm nitrojen verin. Kuvars tüplerde sürekli bir gaz akışına izin vermek için havalandırma valflerini açın.Ardından, fırın kapağını kapatın ve tüp fırını 20 dakika içinde hızla 700 santigrat dereceye ısıtın. Fırının merkezindeki sıcaklık 700 santigrat dereceye yaklaştığında, dökme numuneyi fırının ortasına yerleştirmek için tüp fırını hızlı bir şekilde hareket ettirin ve aşındırma işlemini tamamlamak için fırını yaklaşık beş ila 20 dakika boyunca 700 santigrat derecede tutun. Bunu takiben, tüp fırını hızlı bir şekilde oda sıcaklığına soğutmak için fırın kapağını açın.Bu arada, reaksiyona girmemiş gazı ve partikülleri tüplerden çıkarmaya yardımcı olmak için nitrojen gazı akışını en üst düzeye çıkarın. Son olarak, silikon dioksit silikon substratların yüzeyinde elde edilen tek katmanlı dikdörtgen şekilli kalay selenit pullarını gözlemleyin. Dökme ve tek katmanlı kalay selenit pullarının optik mikroskopi görüntüleri burada gösterilmektedir.Pullar yaklaşık olarak dikdörtgen şeklindedir ve silikon dioksit silikon substratlar üzerinde rastgele büyüyen 30 x 50 mikrometre boyutlarındadır. Dökme kalay selenit pulunun AFM görüntüsü, 54.9 nanometre kalınlığında düz bir yüzey ortaya çıkardı. Ultra ince dikdörtgen pullar, tek katmanlı kalay selenidin teorik değerine yakın olan 6.8 Angstrom kalınlığına sahipti.SEM tarafından gözlemlenen dökme ve tek katmanlı kalay selenit pullarının şekli ve boyutları, optik mikroskopi görüntüleri ile uyumludur. EDX spektrumu, toplu numunede bir ila 0.92 atomik kalay ve selenit oranını gösterir. Aktarılan kalay selenit parçasının bir TEM görüntüsü burada gösterilmektedir.Tek katmanlı bir kalay selenit parçasının seçilen alan elektron kırınım modeli, numunenin doğası gereği tek kristal olduğunu gösteren ortogonal olarak simetrik bir kırınım modeli sergiler. Aktarılan kalay selenit parçasının yüksek çözünürlüklü TEM görüntüsü, sıfır negatif olan, bir ve sıfır negatif olan, negatif bir düzlemden iki ortogonal kafes saçak gösterir. Kafes saçakları arasındaki açı yaklaşık 86.5 derecedir, bu da ortorombik bir kristal yapıya karşılık gelir.Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik düzgün bir şekilde yapılırsa yaklaşık iki buçuk saat içinde yapılabilir. Bu prosedürü denerken, fırının çalışma sahasının tam konumuna hızlı bir şekilde hareket etmesini sağlamayı ve aşındırma işleminin nitrojen atmosferi altında yapıldığını unutmamak önemlidir. Bu prosedürü takiben, bu malzemelerin benzersiz özelliklerini incelemek için kalay sülfür ve galyum selenit gibi diğer malzemeler üretilebilir.Bu teknik, 2 boyutlu malzeme sentezi alanındaki araştırmacıların, bu tek katmanlı malzemelerin atmosferik bir basınç sistemindeki büyüme ve aşındırma mekanizmasını keşfetmelerinin önünü açabilir. Bu videoyu izledikten sonra, bir atmosferik basınç sisteminde buhar taşıma biriktirme tekniği ve ardından nitrojen aşındırma yöntemi ile tek katmanlı malzemelerin nasıl üretileceğini iyi anlamış olmalısınız.

atmospheric-pressure-fabrication-large-sized-single-layer-rectangular

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Bu iki boyutlu (2D) öncülerden desenli ve yeniden yapılandırılabilir parçacıkların sentez deneysel olarak açıklanacaktır. Bu metodoloji polyhedra ve mikro ölçekte santimetre arasında değişen uzunluk ölçeklerinde kavrama cihazları dahil olmak üzere, çeşitli şekillerde de parçacıklar oluşturmak için de kullanılabilir.

Origami Inspired Desenli ve Reconfigurable Parçacıkların Self-assembly

Çeşitli işlemler karmaşık oksit ince filmlerin epitaksiyal büyümesi için atomik tanımlı şablonlar hazırlamak özetlenmiştir. Tek kristal SrTiO 3 (001) ve DyScO 3 kimyasal işlemler (110), alt-tabakalar atomik olarak pürüzsüz, tek sonlu yüzeyler elde etmek için yapıldı. Ca 2 Nb 3 O 10 - nanosheets keyfi yüzeylerde atomik tanımlı şablonlar oluşturmak için kullanıldı.

Karmaşık Oksit İnce Filmlerin Epitaksiyel Büyüme için atomik Tanımlı Şablonlar

Kalay sülfür (SnS), Dünya'da bol miktarda bulunan, toksik olmayan güneş pilleri için aday bir malzemedir. Burada, %4,36 sertifikalı güç dönüştürme verimliliği sağlayan atomik katman biriktirme ve %3,88 sağlayan termal buharlaşma kullanan SnS güneş pillerinin üretim prosedürünü gösteriyoruz.

Termal Buharlaşma ve Atomik katman Biriktirme tarafından Record-verimlilik SNS Güneş Pilleri yapma

Geniş alanlı (13 cm çapa kadar) ve ultra ince (8 nm kadar ince) polimer filmlerin üretimi için bir yöntem tarif ediyoruz. Filmi alt tabakasından ayırmak için fedakar bir ara katman kullanmak yerine, keyfi olarak geniş alanlar için uygun, kendi kendini sınırlayan bir yüzey işlemi kullanıyoruz.

Geniş alanlı Fabrikasyon Ultrathin Polimer Filmler Serbest ayakta

Mikron boyutlu boyutlara sahip yeni malzemelerin pullarının mekanik pul pul dökülmesi ve substrat üzerine biriktirilmesi, taşıma deneyleri için deneysel cihaz yapılarının üretilmesi ve 0,300 K'ye kadar düşük sıcaklıklarda ve 12 T'ye kadar manyetik alanlarda kuru helyum kapalı döngü kriyostatında manyetotransport ölçümünün metodolojisini açıklıyoruz.

Yeni Malzemelerin Düşük sıcaklık Magnetotransport Ölçüm İleri Deneysel Yöntemler

nanosheets katmanlı malzeme, sıvı pul pul dökülme için bir protokol, mikroskopik ve spektroskopik tekniklerle boyutu seçimi ve boyut ölçümü sunulmuştur.

Sıvı dağılmış Geçiş Metal dikalkogenid Kontrollü Boyutu Nanosheets ve Kalınlığının Hazırlanması: Sanat Protokolü Bir Devlet

Burada, 3D grafen tabanlı polyhedrons origami gibi kendi kendine yolu ile katlama imalat için bir iletişim kuralı mevcut.

Üç boyutlu grafen tabanlı Polyhedrons Origami gibi kendi kendine yolu ile katlama imalat

Hava iki boyutlu malzemelerinin büyük ince pul peeling ve güvenli bir şekilde onları analiz dışında bir torpido taşıyan bir yöntem sunulur.

Pul pul dökülme ve geniş alanlara, analizini hava duyarlı iki boyutlu malzemeleri

Bu çalışmanın içinde, yeni kristaller (Van der Waals heterostructures) oluşturmak için kullanılan bir tekniği, pozisyon ve göreli oryantasyon üzerinde hassas kontrol sağlayan ultra ince katmanlı 2D malzemeleri istifleyerek tarif ediyoruz.

Hassas rotasyonel hizalama ile Van der Waals Heterostructures imalatı

Bu makale, yüksek düzeyde ayarlanabilir, özel yapım bir transfer kurulumuna dayalı olarak modifiye edilmiş bir kuru transfer tekniği kullanan, hassas büküm açılarına sahip yüksek kaliteli grafen bazlı hareli süper kafes cihazları üretmek için optimize edilmiş, deneyime dayalı bir protokol sunmaktadır.

Yüksek Kaliteli Grafen Bazlı Moiré Superlattice Cihazları için Optimize Edilmiş Üretim Prosedürü

Bu çalışma, iki boyutlu malzemelerin tek pullarını üretmek ve bunları yalnızca van der Waals etkileşimlerini kullanarak karmaşık heteroyapılara monte etmek için kalıntı içermeyen bir üretim metodolojisi sunmaktadır. Teknik, harici maddelere ve özel deneysel koşullara olan ihtiyacı ortadan kaldırarak, aşağıdan yukarıya, yukarıdan aşağıya ve modüler istifleme işlemleri yoluyla karmaşık heteroyapı montajlarını mümkün kılar.

İki Boyutlu Malzemelerin Van der Waals Heteroyapılarının Kalıntısız İmalatı

Öğrenin, atmosferik basınçta buhar taşıma biriktirme ve azot asındırma yöntemiyle SiO₂/Si substratları üzerinde tek katmanlı dikdörtgen SnSe pul imalatını. Bu teknik, malzeme bilimi ve nanoteknoloji araştırmaları için ölçeklenebilir bir çözüm sunar.

Tek katmanlı dikdörtgen SnSe büyük ölçekli pul imalatı atmosfer basıncı

Daha fazla video keşfet