本发明专利技术属于单晶制备技术领域，具体公开了一种二硒化钯(PdSe
A palladium selenide single crystal and its preparation and Application
【技术实现步骤摘要】
一种硒化钯单晶及其制备和应用
本专利技术属于纳米材料领域，具体涉及二硒化钯单晶、制备及其在电学、光电学器件的应用。技术背景自2004年发现石墨烯以来，原子级厚度的二维材料由于具有出色的物理和化学特性以及层数依赖性，使其逐渐成为下一代电子学和光电子学的重要组成部分1-9。最近，原子结构呈弯曲或弯曲皱起的六角形二维材料，例如黑磷10，11和黑砷12，13，因其高迁移率的特性和对外部刺激的面内各向异性响应而受到广泛关注。理论上已经研究了许多具有弯曲或皱起五边形结构的二维材料，但是由于大多数在空气中具有不稳定性，在实验中很少进行研究，例如，已经理论预测出原子结构为五边形的石墨烯和SnS2，具有独特的物理特性，具有非寻常的负泊松比，并且属于室温2D量子自旋霍尔绝缘体14，15。有趣的是，具有层状弯曲或褶皱五边形结构的二硒化钯(PdSe2)稳定且具有出色的光电学特性，例如极高的载流子迁移率16，高光响应度以及可调节的带隙(范围从金属(体材料)到1.3(单层材料)左右不等)17。近年来，化学气相沉积(CVD)方法在合成二维材料的方法中取得了巨大成功，因为它可以精确控制二维材料材料的成分18，厚度19和形态20-22，从而使合成的二维材料结晶度高并且可大面积合成。最近，通过机械剥离法获得的少层具有窄带隙的PdSe2在可见光23，红外光24，25，近红外光16等光电探测器中已经制作了器件，但很少有使用CVD生长的PdSe2二维材料制作红外光电探测器的报道。目前，因为红外光电探测器能够在夜间和恶劣的天气下工作，因此其在夜间探测的作用尤其重要，特别是在军事领域，与雷达和激光探测相比，红外光探测具有更出色的保密性和安全性。由于二维材料具有匹配带隙，出色的光学吸收性和柔韧性。因此二维材料还可以应用于集成电路和可穿戴设备中的新型红外光电探测器。PdSe2单晶合成难度较大，现有技术报道了一些电子束蒸发、离子溅射等方法，但现有的这些方法只能合成得到PdSe2膜材料，此外，现有技术还报道了位数不多的采用CVD手段的技术，也只能合成得到膜材料或者不成形的单晶材料。因此实验上合成超薄PdSe2单晶并对其进行更深入的研究成为眼前急需解决的问题。[1]Li,N.；Zhang,Y.；Cheng,R.；Wang,J.；Li,J.；Wang,Z.；Sendeku,M.G.；Huang,W.；Yao,Y.；Wen,Y.；He,J.,Synthesisandoptoelectronicapplicationsofastablep-type2Dmaterial:alpha-MnS.ACSNano2019,13,(11),12662-12670.[2]Huang,Y.；Deng,H.-X.；Xu,K.；Wang,Z.-X.；Wang,Q.-S.；Wang,F.-M.；Wang,F.；Zhan,X.-Y.；Li,S.-S.；Luo,J.-W.；He,J.,HighlysensitiveandfastphototransistorbasedonlargesizeCVD-grownSnS2nanosheets.Nanoscale2015,7,(33),14093-14099.[3]Xing,Z.；Lin,G.；Wenming,T.；Qi,Z.；Shengye,J.；Huiqiao,L.；Yoshio,B.；Dmitri,G.；Tianyou,Z.,UltrathinSnSe2flakesgrownbychemicalvapordepositionforhigh-performancephotodetectors.Adv.Mater.2015,27,(48),8035-8041.[4]Zhou,S.S.；Wang,R.Y.；Han,J.B.；Wang,D.L.；Li,H.Q.；Gan,L.；Zhai,T.Y.,Ultrathinnon-vanderWaalsmagneticrhombohedralCr2S3:Space-confinedchemicalvapordepositionsynthesisandramanscatteringinvestigation.Adv.Funct.Mater.2019,29,(3),1805880.[5]Cui,Y.；Zhou,Z.；Li,T.；Wang,K.；Li,J.；Wei,Z.,Versatilecrystalstructuresand(Opto)electronicapplicationsofthe2Dmetalmono-,di-,andtri-chalcogenidenanosheets.Adv.Funct.Mater.2019,29,(24),1900040.[6]Zhang,Z.；Gong,Y.；Zou,X.；Liu,P.；Yang,P.；Shi,J.；Zhao,L.；Zhang,Q.；Gu,L.；Zhang,Y.,Epitaxialgrowthoftwo-dimensionalmetal-semiconductortransition-metaldichalcogenideverticalstacks(VSe2/MX2)andtheirbandalignments.ACSNano2019,13,(1),885-893.[7]Wang,H.；Huang,X.；Lin,J.；Cui,J.；Chen,Y.；Zhu,C.；Liu,F.；Zeng,Q.；Zhou,J.；Yu,P.；Wang,X.；He,H.；Tsang,S.H.；Gao,W.；Suenaga,K.；Ma,F.；Yang,C.；Lu,L.；Yu,T.；Teo,E.H.T.；Liu,G.；Liu,Z.,High-qualitymonolayersuperconductorNbSe2grownbychemicalvapourdeposition.Nat.Commun.2017,8,394.[8]Tang,L.P.；Tang,L.M.；Wang,D.；Deng,H.X.；Chen,K.Q.,Metalandligandeffectsonthestabilityandelectronicpropertiesofcrystallinetwo-dimensionalmetal-benzenehexathiolatecoordinationcompounds.J.Phys.:Condens.Matter2018,30,(46),465301.[9]Zhang,E.；Jin,Y.；Yuan,X.；Wang,W.；Zhang,C.；Tang,L.；Liu,S.；Zhou,P.；Hu,W.；Xiu,F.,ReS2-basedfield-effecttransistorsandphotodetectors.Adv.Funct.Mater.2015,25,(26),4076-4082.[10]Xia,F.；Wang,H.；Jia,Y.,Rediscoveringblackphosphorusasananisotropiclayer本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种PdSe
【技术特征摘要】
1.一种PdSe2单晶的合成方法，其特征在于：将Pd粉和Se粉加热蒸发，并在保护性载气、580～620℃的沉积温度下在基底表面反应沉积，得到PdSe2单晶；
其中，Pd粉与Se粉的质量比为1：13～1：15；
保护性载气的气流流量为50～90sccm；
Pd粉的蒸发温度为810～850℃；
Se粉的蒸发温度为450℃～600℃。
2.如权利要求1所述的PdSe2单晶的合成方法，其特征是，Pd粉与Se粉的质量比为1：13～1：14。
3.如权利要求1所述的PdSe2单晶的合成方法，其特征是，Se粉的蒸发温度为450℃～500℃；
优选地，Pd蒸发温度为810～830℃；
优选地，沉积温度为580～590℃。
4.如权利要求1所述的PdSe2单晶的合成方法，其特征是，沉积的时间为5～35min。
5.如权利要求1～4任一项所述的PdSe2单晶的合成方法，其特征在是，实施所述合成方法的反应装置包括管式炉和石英管；
石英管的两端用于载气的接口，其中一个端口用于载气的输入端，另一个端口用于载气的输出端；根据载气气流流动的方向，可以将石英管的腔室分成上游变温区、高温恒温区和下游变温区；高温恒温区位于管式炉的温区中心，由管式炉进行加热，其特征是，装有Se粉的瓷舟放置在上游变温区，装有Pd粉的瓷...
【专利技术属性】
技术研发人员：段曦东，黎博，许维婷，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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