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二维材料的制备目前一般有3种方法1:机械剥离。也就是用胶带把大片材料撕成几个纳米厚的薄片。通常来说,用这种办法制出来的二维材料整体结构依然保持了块体材料的结构,大小在1到10微米不等,基本为单晶,缺陷由块体材料决定,最能体现材料本身的性能。2:液相剥离:通过液体的interface energy 和外加能量作用,抵消片层间的范德华力将块体材料剥离成二维。剥离后材料大小根据工艺而定,溶液可选NMP和DMF。剥离后二维片层主要悬浮在溶液之中,可用电子印刷,旋涂等方法制备成膜。材料性能主要受表面未除掉的溶液影响,制成膜后,膜质量有片与片之间连接状态,表面未除掉的溶液以及材料本身性质影响。3:CVD:石墨烯等材料可通过气相沉积制备,通过调节制备工艺可以控制二维材料的大小,厚度以及缺陷,生长质量与基底状态密切相关。目前CVD可用于能在常压下可以合成的二维材料的生长,像黑磷这样需要高压条件才能合成的材料,暂无相关报道。机械剥离法的操作步骤:1:所需准备的物品:表面有SiO2层的Si片,思高胶带(不要用普通胶带,不然撕完,表面留胶很多),单晶或者高趋向的块体材料(晶粒尺寸越大越好)2:取一片块体材料粘在胶带上,对折后压紧再撕开,胶带上样品满了就换胶带继续撕,撕到样品成薄纱状(对着光看,样品比较透光,用眼睛不太容易分辨)3:去表面有SiO2层的Si片,用丙酮超声洗净吹干,将薄纱状样品按在带SiO2的一面上用镊子轻压。4:在光镜下找样品:厚度合适的样品颜色与基底颜色相似,有明显的规则形状,一般会出现在较厚的片层样品的附近。较厚的样品表面会很光亮。残留的胶形状很不规则,为避免看到残留的胶,可在观测之前用丙酮浸泡以除掉残余的胶。5:厚度的确认一般用AFM直接观测,观测效果取决于AFM的精度,基底是否干净。
[color=#333333] [/color][color=#333333]近几年,面内以共价键成键、层间以弱范德瓦尔斯力结合的二维材料得到了广泛关注。这类二维材料中最引人注目的是石墨烯、黑磷(BP)及以二硫化钼(MoS[sub]2[/sub])为代表的过渡金属硫化物(TMDs)等。相对于石墨烯的零带隙,MoS[sub]2[/sub]禁带宽度在1.2~1.8电子伏特之间,MoS[sub]2[/sub]场效应管结构光电探测器对可见光有很强的光响应,在光电探测领域有很好的应用前景。然而,这种光导型二维材料光电探测器受限于二维材料背景载流子浓度,暗电流偏大,且带隙决定了其无法实现红外探测,限制了其在红外光电探测领域的应用。[/color][color=#333333] [/color][color=#333333]最近,中国科学院上海技术物理研究所王建禄副研究员、胡伟达研究员将P(VDF-TrFE)铁电聚合物材料沉积在二维材料MoS[sub]2[/sub]表面,利用铁电聚合物材料极强的铁电极化场,实现了对少层MoS[sub]2[/sub]的完全耗尽。在光电特性表征中,他们发现这种超强局域场可使得MoS[sub]2[/sub]原子晶格重新排布,禁带宽度变小。基于该结构,他们报道了MoS[sub]2[/sub]材料在短波红外光电响应,研制出了高性能的可见-红外光电探测器件。研究发现该结构MoS[sub]2[/sub]光电探测器具有高响应率(达到2570A/W),高探测率(2.2×10[sup]12[/sup]Jones),低功耗(0栅压),宽波段探测(可见-1550nm),快速响应等特点,相关成果近期发表于《Advanced Materials》上。[/color][color=#2B2B2B]据巨纳集团低维材料在线91cailiao.cn的技术工程师Ronnie介[/color][color=#333333]绍,这种利用铁电极化局域场操控二维材料光电特性新方法,为推进二维材料在光电子器件及电子器件等领域的应用提供了新思路。[/color][img=,433,350]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707271400_01_2047_3.png[/img][img=,433,350]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707271400_01_2047_3.png[/img]
据巨纳旗下低维材料在线91cailiao.cn技术工程师Ronnie介绍,二维半导体材料具有超轻超薄超柔的沟道、较高的迁移率等特点,是后摩尔时代微电子及光电子器件应用所需的一类重要材料。但目前发现的主要二维材料,包括石墨烯、过渡金属硫化物、黑磷等,都很难同时满足适当带宽、高迁移率、高稳定性等关键要求。针对这一问题,曾海波团队在新型二维材料理论设计与光电特性方面开展了系统研究。2015年,以块体灰砷与灰锑为母体材料,南京理工大学曾海波团队设计了二维砷烯与锑烯热动力学最稳定的原子结构,并预测了其半导体性电子结构(Angew. Chem. In. Ed. 2015, 54, 3112)。但是除了维度缩减诱导的半金属-半导体转变以外,它们的价带顶、导带底、迁移率等对将来的器件设计非常关键。最近,该团队系统地探索了第五主族单原子二维材料的以上关键特征,包括磷烯、砷烯、锑烯、铋烯等(Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 1666)。结果表明它们的带隙能量涵盖0.36至2.62 eV,对应于从红外到可见的宽光谱响应。价带顶分布于-4.66到-3.05 eV之间,导带底分布于-3.08到-1.22 eV之间。令人兴奋的是,结果表明它们会具有较高的迁移率,尤其是α相砷烯,高达105 cm2V-1s-1,与石墨烯相当,高于目前电子器件经典材料硅,也高于经典光电子材料三五族半导体。低维材料在线长期提供这一类优秀的高性能材料,这些结果为第五主族单原子二维材料的电子与光电子器件设计提供了关键参数。[align=center][img=,300,300]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708311345_01_2047_3.jpg[/img][img=,340,215]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708311345_02_2047_3.png[/img][/align]