[0032] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,但是本发明所要保护的范围并不限于此。
[0033] 实施例1
[0034] 一种二维过渡金属硫族化合物能谷极化特性的调控方法,包括如下步骤:
[0035] (1)首先制备MnB2-WS2异质结构中的单层WS2材料:
[0036] 将管式炉反应腔室抽真空至10-2Torr,用200sccm氩气吹扫至恢复常压状态。
[0037] 准备两块SiO2/Si基底A和B,将两块SiO2/Si基底用大量去离子水冲洗,放入丙酮溶液中超声清洗8min,取出基底,放入无水乙醇溶液中超声清洗8min,再次取出基底,放入去离子水中超声清洗8min,将清洗好的基底用惰性气体氮气吹干。
[0038] 将SiO2/Si基底A放入热蒸发镀膜仪腔室内的载物架上,三氧化钨粉末放入热蒸发-4镀膜仪腔室内的坩埚内,使用抽真空系统将腔室抽真空至10 Pa,加热坩埚中的三氧化钨粉末,使其分子从表面汽化逸出,形成蒸汽流,沉积到SiO2/Si基底A表面,形成5nm厚的均匀三氧化钨薄膜。
[0039] 将已经蒸镀了5nm厚三氧化钨薄膜的SiO2/Si基底A放在石英舟中并置于管式炉反应腔室的加热区正中央,然后将SiO2/Si基底B倒扣在A基底上方,保持两者间距小于1mm。
[0040] 称取200mg硫粉放入石英舟中,放置在反应腔室的上风口处,保持与钨源之间的距离为15cm。
[0041] 通过管式炉反应腔室的加热线圈保持钨源的温度为900℃,硫源温度为200℃。保持通入的氩气气流在100sccm,生长时间为30min。生长完成之后关闭加热线圈并在氩气氛围中自然降温至室温,取出样品,得到单层WS2材料。
[0042] (2)然后制备MnB2-WS2异质结构中的MnB2材料:
[0043] 使用镊子夹取10cm长度的思高透明胶带贴附在MnB2晶体表面,轻轻压实,使胶带和MnB2紧紧贴附后慢慢撕下。然后将胶带两端对折,使MnB2薄片夹在胶带具有粘性一侧的中间,轻轻压实后慢慢撕下。如此反复剥离6次,胶带上就附有了MnB2薄片。接着将其粘到已粘附有PDMS的干净载玻片上,轻微挤压5下后揭掉胶带,得到MnB2薄片/PDMS/载玻片。
[0044] (3)最后将已生长有单层WS2的SiO2/Si基片放置于对准转移平台载物台上,通过对准转移平台缓慢降低MnB2/PDMS/载玻片高度并控制其位置和角度,将其贴附到WS2/SiO2/Si基片上且挤压掉中间的空气,使MnB2和WS2完全贴附保持15min后,将样品放置加热台上,在70℃下加热20min后,用镊子轻力撬下SiO2/Si基片,使异质结与PDMS/载玻片脱离而黏附在SiO2/Si基片上,得到MnB2-WS2异质结构。
[0045] 参照图1和图2,以边长为d的正三角形样品为例,材料1为二维单层过渡金属硫族化合物,材料2为二维铁磁金属。在用对准转移平台将材料2转移到材料1的过程中,两种材料0°对准堆叠后可实现堆垛1;材料2相对材料1向上平移d/12,再向右平移d/6,最后逆时针旋转60°,对准堆叠后可实现堆垛2;材料2相对材料1逆时针旋转60°,对准堆叠后可实现堆垛3;材料2相对材料1向右平移d/12,再向下平移d/12,对准堆叠后可实现堆垛4;材料2相对材料1向左平移d/12,再向上平移d/12,对准堆叠后可实现堆垛5;材料2相对材料1向右平移d/12,再向下平移d/12,最后逆时针旋转60°,对准堆叠后可实现堆垛6。
[0046] 参照图3,通过六种典型堆垛的二维铁磁金属材料-二维单层过渡金属硫族化合物异质结构造,二维单层过渡金属硫族化合物在K和K‘能谷的价带劈裂能量分别能在115.5~560.0meV和112.3~559.0meV范围内实现调控,同时分裂后的第一和第二价带的能谷分裂差异能在21.3~253.0meV和20.8~194.3meV范围内实现调控。
[0047] 本实施例中所采用的钨源与硫源纯度均在99.9%以上,选用的SiO2/Si基底表面平整且氧化层厚度为285nm。
[0048] 实施例2
[0049] 一种二维过渡金属硫族化合物能谷极化特性的调控方法,包括如下步骤:
[0050] (1)首先制备FeB2-WS2异质结构中的WS2单层材料:
[0051] 将管式炉反应腔室抽真空至10-2Torr,用200sccm氩气吹扫至恢复常压状态。
[0052] 准备两块SiO2/Si基底A和B,将两块SiO2/Si基底用大量去离子水冲洗,放入丙酮溶液中超声清洗8min,取出基底,放入无水乙醇溶液中超声清洗8min,再次取出基底,放入去离子水中超声清洗8min,将清洗好的基底用惰性气体氮气吹干。
[0053] 将SiO2/Si基底A放入热蒸发镀膜仪腔室内的载物架上,三氧化钨粉末放入热蒸发-4镀膜仪腔室内的坩埚内,使用抽真空系统将腔室抽真空至10 Pa,加热坩埚中的三氧化钨粉末,使其分子从表面汽化逸出,形成蒸汽流,沉积到SiO2/Si基底A表面,形成5nm厚的均匀三氧化钨薄膜。
[0054] 将已经蒸镀了5nm厚三氧化钨薄膜的SiO2/Si基底A放在石英舟中并置于管式炉反应腔室的加热区正中央,然后将SiO2/Si基底B倒扣在A基底上方,保持两者间距小于1mm。
[0055] 称取200mg硫粉放入石英舟中,放置在反应腔室的上风口处,保持与钨源之间的距离为15cm。
[0056] 通过管式炉反应腔室的加热线圈保持钨源的温度为900℃,硫源温度为200℃。保持通入的氩气气流在100sccm,生长时间为30min,生长完成之后关闭加热线圈并在氩气氛围中自然降温至室温,取出样品,得到单层WS2材料。
[0057] (2)然后制备FeB2-WS2异质结构中的FeB2材料:
[0058] 使用镊子夹取10cm长度的思高透明胶带贴附在FeB2晶体表面,轻轻压实,使胶带和FeB2紧紧贴附后慢慢撕下。然后将胶带两端对折,使FeB2薄片夹在胶带具有粘性一侧的中间,轻轻压实后慢慢撕下。如此反复剥离6次,胶带上就附有了FeB2薄片。接着将其粘到已粘附有PDMS的干净载玻片上,轻微挤压5下后揭掉胶带,得到FeB2薄片/PDMS/载玻片。
[0059] (3)最后将已生长有单层WS2的SiO2/Si基片放置于对准转移平台载物台上,通过对准转移平台缓慢降低FeB2/PDMS/载玻片高度并控制其位置和角度,将其贴附到WS2/SiO2/Si基片上且挤压掉中间的空气,使FeB2和WS2完全贴附保持15min后,将样品放置加热台上,在70℃下加热20min后,用镊子轻力撬下SiO2/Si基片,使异质结与PDMS/载玻片脱离而黏附在SiO2/Si基片上,得到FeB2-WS2异质结构。
[0060] 本实施例中所采用的钨源与硫源纯度均在99.9%以上,选用的SiO2/Si基底表面平整且氧化层厚度为285nm。
[0061] 实施例3
[0062] 一种二维过渡金属硫族化合物能谷极化特性的调控方法,包括如下步骤:
[0063] (1)首先制备CrB2-WS2异质结构中的WS2单层材料:
[0064] 将管式炉反应腔室抽真空至10-2Torr,用200sccm氩气吹扫至恢复常压状态。
[0065] 准备两块SiO2/Si基底A和B,将两块SiO2/Si基底用大量去离子水冲洗,放入丙酮溶液中超声清洗8min,取出基底,放入无水乙醇溶液中超声清洗8min,再次取出基底,放入去离子水中超声清洗8min,将清洗好的基底用惰性气体氮气吹干。
[0066] 将SiO2/Si基底A放入热蒸发镀膜仪腔室内的载物架上,三氧化钨粉末放入热蒸发-4镀膜仪腔室内的坩埚内,使用抽真空系统将腔室抽真空至10 Pa,加热坩埚中的三氧化钨粉末,使其分子从表面汽化逸出,形成蒸汽流,沉积到SiO2/Si基底A表面,形成5nm厚的均匀三氧化钨薄膜。
[0067] 将已经蒸镀了5nm厚三氧化钨薄膜的SiO2/Si基底A放在石英舟中并置于管式炉反应腔室的加热区正中央,然后将SiO2/Si基底B倒扣在A基底上方,保持两者间距小于1mm。
[0068] 称取200mg硫粉放入石英舟中,放置在反应腔室的上风口处,保持与钨源之间的距离为15cm。
[0069] 通过管式炉反应腔室的加热线圈保持钨源的温度为900℃,硫源温度为200℃。保持通入的氩气气流在100sccm,生长时间为30min,生长完成之后关闭加热线圈并在氩气氛围中自然降温至室温,取出样品,得到单层WS2材料。
[0070] (2)然后制备CrB2-WS2异质结构中的CrB2材料:
[0071] 使用镊子夹取10cm长度的思高透明胶带贴附在CrB2晶体表面,轻轻压实,使胶带和CrB2紧紧贴附后慢慢撕下。然后将胶带两端对折,使CrB2薄片夹在胶带具有粘性一侧的中间,轻轻压实后慢慢撕下。如此反复剥离6次,胶带上就附有了CrB2薄片。接着将其粘到已粘附有PDMS的干净载玻片上,轻微挤压5下后揭掉胶带,得到CrB2薄片/PDMS/载玻片。
[0072] (3)最后将已生长有WS2的SiO2/Si基片放置于对准转移平台载物台上,通过对准转移平台缓慢降低CrB2/PDMS/载玻片高度并控制其位置和角度,将其贴附到WS2/SiO2/Si基片上且挤压掉中间的空气,使CrB2和WS2完全贴附保持15min后,将样品放置加热台上,在70℃下加热20min后,用镊子轻力撬下SiO2/Si基片,使异质结与PDMS/载玻片脱离而黏附在SiO2/Si基片上,得到CrB2-WS2异质结构。
[0073] 本实施例中所采用的钨源与硫源纯度均在99.9%以上,选用的SiO2/Si基底表面平整且氧化层厚度为285nm。
[0074] 实施例4
[0075] 一种二维过渡金属硫族化合物能谷极化特性的调控方法,包括如下步骤:
[0076] (1)首先制备MnB2-MoS2异质结构中的MoS2单层材料:
[0077] 将管式炉反应腔室抽真空至10-2Torr,用200sccm氩气吹扫至恢复常压状态。
[0078] 准备两块SiO2/Si基底A和B,将两块SiO2/Si基底用大量去离子水冲洗,放入丙酮溶液中超声清洗8min,取出基底,放入无水乙醇溶液中超声清洗8min,再次取出基底,放入去离子水中超声清洗8min,将清洗好的基底用惰性气体氮气吹干。
[0079] 将SiO2/Si基底A放入热蒸发镀膜仪腔室内的载物架上,三氧化钼粉末放入热蒸发-4镀膜仪腔室内的坩埚内,使用抽真空系统将腔室抽真空至10 Pa,加热坩埚中的三氧化钼粉末,使其分子从表面汽化逸出,形成蒸汽流,沉积到SiO2/Si基底A表面,形成5nm厚的均匀三氧化钼薄膜。
[0080] 将已经蒸镀了5nm厚三氧化钼薄膜的SiO2/Si基底A放在石英舟中并置于管式炉反应腔室的加热区正中央,然后将SiO2/Si基底B倒扣在A基底上方,保持两者间距小于1mm。
[0081] 称取200mg硫粉放入石英舟中,放置在反应腔室的上风口处,保持与钼源之间的距离为18cm。
[0082] 通过管式反应腔室的加热线圈保持钼源的温度为800℃,硫源温度为200℃。保持通入的氩气气流在100sccm,生长时间为30min,生长完成之后关闭加热线圈并在氩气氛围中自然降温至室温,取出样品,得到MoS2单层材料。
[0083] (2)然后制备MnB2-MoS2异质结构中的MnB2材料:
[0084] 使用镊子夹取10cm长度的思高透明胶带贴附在MnB2晶体表面,轻轻压实,使胶带和MnB2紧紧贴附后慢慢撕下。然后将胶带两端对折,使MnB2薄片夹在胶带具有粘性一侧的中间,轻轻压实后慢慢撕下。如此反复剥离6次,胶带上就附有了MnB2薄片。接着将其粘到已粘附有PDMS的干净载玻片上,轻微挤压5下后揭掉胶带,得到MnB2薄片/PDMS/载玻片。
[0085] (3)最后将已生长有MoS2的SiO2/Si基片放置于对准转移平台载物台上,通过对准转移平台缓慢降低MnB2/PDMS/载玻片高度并控制其位置和角度,将其贴附到MoS2/SiO2/Si基片上且挤压掉中间的空气,使MnB2和WS2完全贴附保持15min后,将样品放置加热台上,在75℃下加热20min后,用镊子轻力撬下SiO2/Si基片,使异质结与PDMS/载玻片脱离而黏附在SiO2/Si基片上,得到MnB2-MoS2异质结构。
[0086] 本实施例中所采用的钼源与硫源纯度均在99.9%以上,选用的SiO2/Si基底表面平整且氧化层厚度为285nm。
[0087] 实施例5
[0088] 一种二维过渡金属硫族化合物能谷极化特性的调控方法,包括如下步骤:
[0089] (1)首先制备FeB2-MoS2异质结构中的MoS2薄膜材料:
[0090] 将管式炉反应腔室抽真空至10-2Torr,用200sccm氩气吹扫至恢复常压状态。
[0091] 准备两块SiO2/Si基底A和B,将两块SiO2/Si基底用大量去离子水冲洗,放入丙酮溶液中超声清洗8min,取出基底,放入无水乙醇溶液中超声清洗8min,再次取出基底,放入去离子水中超声清洗8min,将清洗好的基底用惰性气体氮气吹干。
[0092] 将SiO2/Si基底A放入热蒸发镀膜仪腔室内的载物架上,三氧化钼粉末放入热蒸发-4镀膜仪腔室内的坩埚内,使用抽真空系统将腔室抽真空至10 Pa,加热坩埚中的三氧化钼粉末,使其分子从表面汽化逸出,形成蒸汽流,沉积到SiO2/Si基底A表面,形成5nm厚度的均匀三氧化钼薄膜。
[0093] 将已经蒸镀了5nm厚度三氧化钼薄膜的SiO2/Si基底A放在石英舟中并置于管式炉反应腔室的加热区正中央,然后将SiO2/Si基底B倒扣在A基底上方,保持两者间距小于1mm。
[0094] 称取200mg硫粉放入石英舟中,放置在反应腔室的上风口处,保持与钼源之间的距离为18cm。
[0095] 通过管式炉反应腔室的加热线圈保持钼源的温度为800℃,硫源温度为200℃。保持通入的氩气气流在10sccm,生长时间为30min,生长完成之后关闭加热线圈并在氩气氛围中自然降温至室温,取出样品,得到MoS2单层材料。
[0096] (2)然后制备FeB2-MoS2异质结构中的FeB2材料:
[0097] 使用镊子夹取10cm长度的思高透明胶带贴附在FeB2晶体表面,轻轻压实,使胶带和FeB2紧紧贴附后慢慢撕下。然后将胶带两端对折,使FeB2薄片夹在胶带具有粘性一侧的中间,轻轻压实后慢慢撕下。如此反复剥离6次。胶带上就附有了FeB2薄片。接着将其粘到已粘附有PDMS的干净载玻片上,轻微挤压5下后揭掉胶带,得到FeB2薄片/PDMS/载玻片。
[0098] (3)最后将已生长有MoS2的SiO2/Si基片放置于对准转移平台载物台上,通过对准转移平台缓慢降低FeB2/PDMS/载玻片高度并控制其位置和角度,将其贴附到MoS2/SiO2/Si基片上且挤压掉中间的空气,使FeB2和WS2完全贴附保持15min后,将样品放置加热台上,在70℃下加热20min后,用镊子轻力撬下SiO2/Si基片,使异质结与PDMS/载玻片脱离而黏附在SiO2/Si基片上,得到FeB2-MoS2异质结构。
[0099] 本实施例中所采用的钼源与硫源纯度均在99.9%以上,选用的SiO2/Si基底表面平整且氧化层厚度为285nm。
[0100] 实施例6
[0101] 一种二维过渡金属硫族化合物能谷极化特性的调控方法,包括如下步骤:
[0102] (1)首先制备CrB2-MoS2异质结构中的MoS2薄膜材料:
[0103] 将管式炉反应腔室抽真空至10-2Torr,用200sccm氩气吹扫至恢复常压状态。
[0104] 准备两块SiO2/Si基底A和B,将两块SiO2/Si基底用大量去离子水冲洗,放入丙酮溶液中超声清洗8min,取出基底,放入无水乙醇溶液中超声清洗8min,再次取出基底,放入去离子水中超声清洗8min,将清洗好的基底用惰性气体氮气吹干。
[0105] 将SiO2/Si基底A放入热蒸发镀膜仪腔室内的载物架上,三氧化钼粉末放入热蒸发-4镀膜仪腔室内的坩埚内,使用抽真空系统将腔室抽真空至10 Pa,加热坩埚中的三氧化钼粉末,使其分子从表面汽化逸出,形成蒸汽流,沉积到SiO2/Si基底A表面,形成5nm厚度的均匀三氧化钼薄膜。
[0106] 将已经蒸镀了5nm厚度三氧化钼薄膜的SiO2/Si基底A放在石英舟中并置于管式炉反应腔室的加热区正中央,然后将SiO2/Si基底B倒扣在A基底上方,保持两者间距小于1mm。
[0107] 称取200mg硫粉放入石英舟中,放置在反应腔室的上风口处,保持与钼源之间的距离为18cm。
[0108] 通过管式炉反应腔室的加热线圈保持钼源的温度为800℃,硫源温度为200℃。保持通入的氩气气流在100sccm,生长时间为30min,生长完成之后关闭加热线圈并在氩气氛围中自然降温至室温,取出样品,得到MoS2单层材料。
[0109] (2)然后制备CrB2-MoS2异质结构中的Cr2B薄膜材料:
[0110] 使用镊子夹取10cm长度的机械剥离法使用的特殊胶带贴附在CrB2晶体表面,轻轻压实,使胶带和CrB2紧紧贴附后慢慢撕下。然后将胶带两端对折,使CrB2薄片夹在胶带具有粘性一侧的中间,轻轻压实后慢慢撕下。如此反复剥离6次,胶带上就附有了CrB2薄片。接着将其粘到已粘附有PDMS的干净载玻片上,轻微挤压5下后揭掉胶带,得到CrB2薄片/PDMS/载玻片。
[0111] (3)最后将已生长有单层MoS2的SiO2/Si基片放置于对准转移平台载物台上,通过对准转移平台缓慢降低CrB2/PDMS/载玻片高度并控制其位置和角度,将其贴附到MoS2/SiO2/Si基片上且挤压掉中间的空气,使CrB2和WS2完全贴附保持15min后,将样品放置加热台上,在75℃下加热20min后,用镊子轻力撬下SiO2/Si基片,使异质结与PDMS/载玻片脱离而黏附在SiO2/Si基片上,得到CrB2-MoS2异质结构。
[0112] 本实施例中所采用的钼源与硫源纯度均在99.9%以上,选用的SiO2/Si基底表面平整且氧化层厚度为285nm。
[0113] 实施例7
[0114] 一种二维过渡金属硫族化合物能谷极化特性的调控方法,包括如下步骤:
[0115] (1)首先制备MnB2-WSe2异质结构中的WSe2单层材料:
[0116] 将管式炉反应腔室抽真空至10-2Torr,用200sccm氩气吹扫至恢复常压状态。
[0117] 准备两块SiO2/Si基底A和B,将两块SiO2/Si基底用大量去离子水冲洗,放入丙酮溶液中超声清洗8min,取出基底,放入无水乙醇溶液中超声清洗8min,再次取出基底,放入去离子水中超声清洗8min,将清洗好的基底用惰性气体氮气吹干。
[0118] 将SiO2/Si基底A放入热蒸发镀膜仪腔室内的载物架上,三氧化钨粉末放入热蒸发-4镀膜仪腔室内的坩埚内,使用抽真空系统将腔室抽真空至10 Pa,加热坩埚中的三氧化钨粉末,使其分子从表面汽化逸出,形成蒸汽流,沉积到SiO2/Si基底A表面,形成5nm厚的均匀三氧化钨薄膜。
[0119] 将已经蒸镀了5nm厚三氧化钨薄膜的SiO2/Si基底A放在石英舟中并置于管式炉反应腔室的加热区正中央,然后将SiO2/Si基底B倒扣在A基底上方,保持两者间距小于1mm。
[0120] 称取200mg硒粉放入石英舟中,放置在反应腔室的上风口处,保持与钨源之间的距离为15cm。
[0121] 通过管式炉反应腔室的加热线圈保持钨源的温度为900℃,硒源温度为200℃。保持通入的氩气气流在100sccm,生长时间为30min,生长完成之后关闭加热线圈并在氩气氛围中自然降温至室温,取出样品,得到单层WSe2材料。
[0122] (2)然后制备MnB2-WSe2异质结构中的MnB2材料:
[0123] 使用镊子夹取13cm长度的思高透明胶带贴附在MnB2晶体表面,轻轻压实,使胶带和WSe2紧紧贴附后慢慢撕下。然后将胶带两端对折,使MnB2薄片夹在胶带具有粘性一侧的中间,轻轻压实后慢慢撕下。如此反复剥离6次,胶带上就附有了MnB2薄片。接着将其粘到已粘附有PDMS的干净载玻片上,轻微挤压5下后揭掉胶带,得到MnB2薄片/PDMS/载玻片。
[0124] (3)最后将已生长有单层WSe2的SiO2/Si基片放置于对准转移平台载物台上,通过对准转移平台缓慢降低MnB2/PDMS/载玻片高度并控制其位置和角度,将其贴附到WSe2/SiO2/Si基片上且挤压掉中间的空气,使MnB2和WSe2完全贴附保持15min后,将样品放置加热台上,在70℃下加热20min后,用镊子轻力撬下SiO2/Si基片,使异质结与PDMS/载玻片脱离而黏附在SiO2/Si基片上,得到MnB2-WSe2异质结构。
[0125] 本实施例中所采用的钨源与硒源纯度均在99.9%以上,选用的SiO2/Si基底表面平整且氧化层厚度为285nm。
[0126] 虽然本发明已经以较佳的实施例披露如上,然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围的情况下,都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰,或者修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均属于本发明技术方案保护的范围内。