【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体材料领域，尤其涉及一种大尺寸非层状cd及其硫属化合物二维纳米片制备方法。
技术介绍
1、cd基非层状二维材料，如cd、cds、cdse、cdte等，具有优异的物理化学性质，如大的表面积、较强的机械韧性、霍尔效应、高载流子迁移率以及高介电常数等，被广泛应用于光电探测器、太阳能电池和激光器等光电器件中。由于非层状材料层间由强共价键结合，合成大尺寸非层状二维材料是一个巨大的挑战。例如，金属cd的二维纳米结构尚未有研究报道。cd基硫属化合物的二维纳米结构已有研究报道，研究者利用物理气相沉积法(pvd)生长cds、cdse、cdte二维纳米片。由于非层状材料的生长动力学限制，材料倾向于在c轴方向进行一维生长，cds、cdse、cdte二维纳米片的横向尺寸分别只能达到15～20μm(jin,b.et.al.,advanced functional materials 2020,30,2006166)、5～10μm(jin,b.et.al.,advanced functional materials 2020,30,1908902.)、5～10μm(cheng,r.et.al.,advanced materials 2017,29,1703122.)。另外，利用pvd法生长的二维纳米片都是紧贴衬底生长，而利用生长的二维纳米片构筑器件需要将其转移到其他衬底上。由于二维纳米片与基底之间的紧密连接，转移过程往往涉及湿法刻蚀过程。转移过程复杂，且会破坏纳米片，导致构筑的器件性能下降。探究合适的方法合成便于转移的大尺寸非层状二维纳米
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术旨在提供一种容易转移的大尺寸非层状的cd及其硫属化合物二维纳米片制备方法。
2、技术方案：本专利技术所述的大尺寸非层状cd二维纳米片的制备方法，所述制备方法如下：
3、选用真空管式炉，真空管式炉包括上游区域、中心区域和下游区域；将cd前驱体置于中心区域，将衬底置于下游区域；真空管式炉中心区域达到预设温度后，向真空管式炉内通入混合气体，cd前驱体蒸发，在预设温度保温一段时间后降温至室温，在衬底表面沉积大尺寸非层状cd二维纳米片。
4、进一步的，所述预设温度为中心区域800-1050℃，下游区域为50～500℃。
5、进一步的，所述混合气体为ar与o2的混合气体，ar与o2的气体流量分别为10～200sccm与0.1～5sccm，真空管式炉内气压维持在0.002～0.02mpa。
6、进一步的，所述cd前驱体为cds粉末，cds的质量为5-50mg，升温速率为10-30℃/min，保温时间为10-60min，降温速率为5-20℃/min。
7、进一步的，所述大尺寸非层状cd二维纳米片的横向长度为0.01-2mm。
8、优选的，所述衬底为氟金云母片、sio2片或石英片中的任一种。
9、本专利技术所述的大尺寸非层状cd硫属化合物二维纳米片制备方法，所述制备方法如下：
10、将上述方法中大尺寸cd二维纳米片从衬底上通过倒置转移至硅片上，再将硅片置于真空管式炉的下游区域；
11、在中心区域放置硫属元素源粉；
12、通入ar气冲洗管式炉，清洗完毕后，管式炉开始升温，硫属元素源粉蒸发形成硫属元素气氛；
13、当炉中心温度到达预设温度后，通入ar气，在预设温度保温一段时间后降温至室温，得到大尺寸非层状cd硫属化合物二维纳米片。
14、进一步的，其特征在于，所述硫属元素源粉为s源源粉或se源源粉或te源源粉，粉末的质量为0.1-10g，所述cd硫属化合物为cds或cdse或cdte。
15、进一步的，中心区域预设温度为100-800℃，下游区域温度为50-300℃，升温速率为10-30℃，保温时间为20-200min，降温速率为5-20℃/min。
16、进一步的，通入ar气的气体流量10-200sccm，炉内气压为0.002-0.02mpa。
17、有益效果：本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：1、本专利技术利用气相沉积法，向真空管式炉内通入混合气体，cd前驱体蒸发制备大尺寸非层状cd二维纳米片；2、本专利技术先利用气相沉积法制备大尺寸非层状cd二维纳米片，再将大尺寸非层状cd二维纳米片s/se/te化成相同尺寸非层状cds/cdse/cdte二维纳米片；3、本专利技术制备了在衬底上自支撑生长的大尺寸非层状cd/cds/cdse/cdte二维纳米片，大大方便了二维纳米片的转移。
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1.一种大尺寸非层状Cd二维纳米片的制备方法，其特征在于，所述制备方法如下：
2.根据权利要求1所述大尺寸非层状Cd二维纳米片的制备方法，其特征在于，所述大尺寸非层状Cd二维纳米片的横向长度为0.01-2mm。
3.根据权利要求1所述大尺寸非层状Cd二维纳米片的制备方法，其特征在于，所述预设温度为中心区域800-1050℃，下游区域为50～500℃。
4.根据权利要求1所述大尺寸非层状Cd二维纳米片的制备方法，其特征在于，所述混合气体为Ar与O2的混合气体，Ar与O2的气体流量分别为10～200SCCM与0.1～5SCCM，真空管式炉内气压维持在0.002～0.02MPa。
5.根据权利要求1所述大尺寸非层状Cd二维纳米片的制备方法，其特征在于，所述Cd前驱体为CdS粉末，CdS的质量为5-50mg，升温速率为10-30℃，保温时间为10-60min，降温速率为5-20℃/min。
6.根据权利要求1所述大尺寸非层状Cd二维纳米片的制备方法，其特征在于，所述衬底为氟金云母片、SiO2片或石英片中的任一种。
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8.根据权利要求7所述大尺寸非层状Cd硫属化合物二维纳米片制备方法，其特征在于，所述硫属元素源粉为S源源粉或Se源源粉或Te源源粉，所述Cd硫属化合物为CdS或CdSe或CdTe。
9.根据权利要求7所述大尺寸非层状Cd硫属化合物二维纳米片制备方法，其特征在于，中心区域预设温度为100-800℃，下游区域温度为50-300℃，升温速率为10-30℃，保温时间为20-200min，降温速率为5-20℃/min。
10.根据权利要求7所述大尺寸非层状Cd硫属化合物二维纳米片制备方法，其特征在于，通入Ar气的气体流量10-200SCCM，炉内气压为0.002-0.02MPa。
...【技术特征摘要】
1.一种大尺寸非层状cd二维纳米片的制备方法，其特征在于，所述制备方法如下：
2.根据权利要求1所述大尺寸非层状cd二维纳米片的制备方法，其特征在于，所述大尺寸非层状cd二维纳米片的横向长度为0.01-2mm。
3.根据权利要求1所述大尺寸非层状cd二维纳米片的制备方法，其特征在于，所述预设温度为中心区域800-1050℃，下游区域为50～500℃。
4.根据权利要求1所述大尺寸非层状cd二维纳米片的制备方法，其特征在于，所述混合气体为ar与o2的混合气体，ar与o2的气体流量分别为10～200sccm与0.1～5sccm，真空管式炉内气压维持在0.002～0.02mpa。
5.根据权利要求1所述大尺寸非层状cd二维纳米片的制备方法，其特征在于，所述cd前驱体为cds粉末，cds的质量为5-50mg，升温速率为10-30℃，保温时间为10-60min，降温速率为5-20℃/min。
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