一种铋基拓扑绝缘体材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于绝缘体材料技术领域，具体涉及一种铋基拓扑绝缘体材料及其制备方法，S1：将二氧化硅粉末、氢氧化钠粉末、氧化硼粉末、铋源化合物粉末和硫族元素单质粉末按照摩尔比为4:4:1:(0.05‑0.5)：(0.05‑0.5)混合均匀，得到混合物A；S2：将混合物A在900‑1100℃下进行高温熔融，之后冷却至室温，得到铋基拓扑绝缘体材料；S3：将S2得到的铋基拓扑绝缘体材料与异丙醇混合并进行研磨，得到铋基拓扑绝缘体材料粉末，然后将铋基拓扑绝缘体材料粉末分散于异丙醇中并进行超声分散，得到铋基拓扑绝缘体二维材料。该方法通过高温玻璃熔融法以及利用低成本原料让晶体在玻璃熔融体中自然生长，实现高质量层状铋基拓扑绝缘体二元及多元体系材料的制备。

A Bismuth-based Topological Insulator Material and Its Preparation Method

The invention belongs to the technical field of insulator materials, and specifically relates to a bismuth-based topological insulator material and its preparation method. S1: SiO_2 powder, NaOH powder, boron oxide powder, bismuth source compound powder and chalcogenide elemental powder are mixed evenly according to the molar ratio of 4:4:1: (0.05 0.5):(0.05 0.5) to obtain mixture A; S2: mix: mix A is obtained at 900 C. Bismuth-based topological insulator material was obtained by melting at high temperature and cooling to room temperature. S3: Bismuth-based topological insulator material obtained from S2 was mixed with isopropanol and ground to obtain bismuth-based topological insulator material powder. Then bismuth-based topological insulator material powder was dispersed in isopropanol and ultrasonic dispersed to obtain two-dimensional bismuth-based topological insulator material. The method realizes the preparation of high quality layered bismuth-based topological insulator binary and multicomponent materials by melting glass at high temperature and using low-cost raw materials to make crystals grow naturally in the glass melt.

【技术实现步骤摘要】
一种铋基拓扑绝缘体材料及其制备方法
本专利技术属于绝缘体材料
，具体涉及一种铋基拓扑绝缘体材料及其制备方法。
技术介绍
Bi2Te3和Bi2Se3是一种功能非常强大的材料体系。早在上个世纪50年代，研究人员就发现Bi2Te3系合金化合物具有较高的电导率和低的热导率，一直是热电领域的研究热点；60年代，该体系又被报道可用于相变存储器对数据进行读写。基于这两方面的应用，针对Bi2Te3和Bi2Se3的制备研究也已经进行了几十年，包括固体熔融、磁控溅射、溶剂热等方法。但值得注意的是，在以往的应用中，特别是作为热电材料，材料的性能对自身化合物的质量、结晶性并没有特别高的要求，也不要求是单晶材料；甚至为了减少声子的散射，常常需要把薄膜制备成多晶结构。所以即使对Bi2Te3和Bi2Se3的研究已久，可是对高质量单晶材料的制备方面的工作则并没有十分充足和完善。当21世纪初，Bi2Te3和Bi2Se3被预测、证实是一种拓扑绝缘体材料，并且具有简单的能带结构，这种独特拓扑性质使其在下一代自旋器件、光学器件、光敏器件及低能耗电子器件中具有广泛的应用前景，并极有可能为特殊物理现象的探寻提供材料平台。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铋基拓扑绝缘体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将二氧化硅粉末、氢氧化钠粉末、氧化硼粉末、铋源化合物粉末和硫族元素单质粉末按照摩尔比为4:4:1:(0.05‑0.5)：(0.05‑0.5)混合均匀，得到混合物A；S2：将混合物A在900‑1100℃下进行高温熔融，之后冷却至室温，得到铋基拓扑绝缘体材料。

【技术特征摘要】
1.一种铋基拓扑绝缘体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将二氧化硅粉末、氢氧化钠粉末、氧化硼粉末、铋源化合物粉末和硫族元素单质粉末按照摩尔比为4:4:1:(0.05-0.5)：(0.05-0.5)混合均匀，得到混合物A；S2：将混合物A在900-1100℃下进行高温熔融，之后冷却至室温，得到铋基拓扑绝缘体材料。2.根据权利要求1所述的一种铋基拓扑绝缘体材料的制备方法，其特征在于，S1中，二氧化硅粉末、氢氧化钠粉末、氧化硼粉末、铋源化合物粉末和硫族元素单质粉末按照摩尔比为4:4:1:0.1：0.1。3.根据权利要求1所述的一种铋基拓扑绝缘体材料的制备方法，其特征在于，所述铋源化合物粉末采用三氧化二铋粉末。4.根据权利要求1所述的一种铋基拓扑绝缘体材料的制备方法，其特征在于，所述硫族元素单质粉末采用硒粉末或碲粉末。5.根据权利要求1所述的一种铋基拓扑...

【专利技术属性】
技术研发人员：许章炼，王盛，李帅鹏，苏钲雄，王洁，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61