In the first step, hexagonal Bi2Te3 nanosheets with a diameter of about 500 + 200 nanometers were synthesized by traditional solvothermal method. In the second step, the products synthesized in the first step are put into the precursor for the second solvothermal synthesis, or the products synthesized in the second step are put into the precursor for the third solvothermal synthesis. The size of topological insulator nanosheets can be effectively controlled by changing the growth times. In the first step, the precursor was used as the raw material, which contained the chemical elements needed by the product and the appropriate surfactant. In the second step, the precursor was mixed with the product of the first solvothermal synthesis as the raw material of the second step. In the next step, the precursor was mixed with the product of the previous step repeatedly and used as the raw material for the solvothermal synthesis.
【技术实现步骤摘要】
一种通过多次溶剂热生长控制拓扑绝缘体纳米片尺寸的方法
：本专利技术涉及新型纳米材料，介绍一种通过溶剂热生长拓扑绝缘体纳米片，并且通过生长次数对合成产物的尺寸进行有效控制的方法。该方法可以大规模低成本对拓扑绝缘体材料进行尺寸可控的合成，未来有助于新型半导体器件以及自旋电子学器件的开发与应用。
技术介绍
：近些年，随着半导体工艺的不断发展，传统硅基半导体的加工线宽已经接近极限。人们发现进一步减小加工线宽会使得一系列量子效应显现出来，降低器件的工作性能，并且会导致芯片工作不稳定。因此传统半导体工业难以继续沿着摩尔定律进一步发展。然而目前的传统芯片集成度和工作速度仍然远远不能满足人们对于理想化的下一代高速便携电子设备的追求。科学家们正尝试着从材料角度上解决这一矛盾。拓扑绝缘体是一种近年新发现的材料。其具有绝缘的体态以及导电的表面态，并且表面态受拓扑保护，非常强健。这类材料中导电的表面态具有奇异的“狄拉克”型能带结构，具有高迁移率、自旋动量锁定、背散射禁戒等奇异的电学性质，因此是下一代电子器件和自旋电子器件的热门候选材料之一。近年，对拓扑绝缘体物性的实验测量已经较为充分，但是其应用层面的开发仍然十分有限，其中如何大规模低成本地对拓扑绝缘体材料进行尺寸可控的合成是阻碍这类新型材料走向应用的障碍之一。V–VI族化合物Bi2Te3这一种是研究广泛的拓扑绝缘体材料。该材料的合成方法主要有单晶熔炼法、化学气相传输法、分子束外延法、溶剂热法等。其中单晶熔炼法可以获得大量单晶块体，但需要通过机械剥离的方式进一步获得纳米尺度的薄片，该过程效率极低，且薄片尺寸极不可控。化学气相输运法...
【技术保护点】
1.一种通过多次溶剂热生长控制拓扑绝缘体纳米片尺寸的方法，其特征是，第一步，通过传统的溶剂热法合成直径约为500±200纳米左右的六角形Bi2Te3纳米片。第二步，将第一步合成的产物投入前驱液，进行第二次溶剂热合成；或再将第二步合成的产物投入前驱液，进行第三次溶剂热合成。
【技术特征摘要】
1.一种通过多次溶剂热生长控制拓扑绝缘体纳米片尺寸的方法，其特征是，第一步，通过传统的溶剂热法合成直径约为500±200纳米左右的六角形Bi2Te3纳米片。第二步，将第一步合成的产物投入前驱液，进行第二次溶剂热合成；或再将第二步合成的产物投入前驱液，进行第三次溶剂热合成。2.根据权利要求1所述的通过多次溶剂热生长控制拓扑绝缘体纳米片尺寸的方法，其特征是，通过生长次数的变化，有效对拓扑绝缘体纳米片尺寸进行控制。3.根据权利要求1所述的通过多次溶剂热生长控制拓扑绝缘体纳米片尺寸的方法，其特征是，第一步生长使用预先配制的前驱液作为反应原料，其中含有产物所需的化学元素及适当的表面活性剂；第二步使用前驱液与第一步溶剂热合成的产物混合，作为第二步反应原料；后续步骤则重复使用前驱液与前一步的合成产物混合，作为反应原料进行溶剂热合成。4.根据权利要求1所述的通过多次溶剂热生长控制拓扑绝缘体纳米片尺寸的方法，其特征是，称量分子量比例的氧化铋、二氧化碲，少量氢氧化钠和聚乙烯吡咯烷酮于容器中。加入适量乙二醇溶剂。氧化铋和二氧化碲提供Bi元素和Te元素，氢氧化钠作为酸碱调节剂，聚乙烯吡咯烷酮作为表面活性剂；容器置于恒温磁力搅拌机上搅拌。在100±10℃下持续搅拌约20±10分钟，待投入的物料充分溶解于乙二醇中，形成黄色澄清的前驱液。待前驱液冷却至室温后，将溶液倒入的内衬聚四氟乙烯反应釜中，将反应釜装入耐压钢套；锁紧钢套后将其放入恒温鼓风干燥箱内。干燥箱设定升温到180±15℃，在该温度下保持12±5小时后自然降温，获得充满Bi2Te3纳米片灰色液体。5.根据权利要求4...
【专利技术属性】
技术研发人员：费付聪，宋凤麒，步海军，曹路，张敏昊，张同庆，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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