一类二维层状三元化合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及二维层状三元化合物材料及其化学气相沉积(CVD)制备领域，具体为一类二维层状三元化合物及其制备方法。二维层状三元化合物中，每层由Y-X-Y-M-Y-X-Y这7个原子层构成，层间为范德华力结合。采用铜/过渡族金属双金属层基底，引入第四主族元素和第五主族元素，在不高于铜熔点的高温下通过CVD生长出单层或少层MX2Y4三元化合物，后续刻蚀铜基底将其转移到任意基体上。本发明专利技术具有制备工艺简单，产物成分、厚度和尺寸易于调控，以及适于大面积高质量薄膜制备等特点，为二维MX2Y4在电子器件、光电子器件、谷电子学器件、高强度薄膜、高透光薄膜、质子/离子交换膜、分离膜等领域的研究和应用奠定了基础。域的研究和应用奠定了基础。

【技术实现步骤摘要】
一类二维层状三元化合物及其制备方法

：
[0001]本专利技术涉及二维层状三元化合物材料及其化学气相沉积(CVD)制备领域，具体为一类二维层状MX2Y4(M为过渡金属元素，X为第四主族元素，Y为第五主族元素)三元化合物及其制备方法，适于制备大面积的高质量单层和少层MX2Y4晶体和薄膜。

技术介绍
：
[0002]石墨烯的成功剥离打开了二维层状材料研究的大门。二维层状材料因其优异的电学、光学、热学和力学等性质，在电子、光电子、信息、能源、环境、航空航天等领域具有广阔的应用前景。成分和结构的不同会使二维层状材料表现出不同的物理和化学性质，以及带来新的物理效应，因此新型二维层状材料的探索一直是二维材料领域最为活跃的研究前沿，对拓展二维层状材料的物性和开发新应用意义重大。目前，除石墨烯外，多种新型二维层状材料也相继被制备出来，包括h-BN、过渡金属硫族化合物、氧化物、黑磷烯等。然而，这些二维层状材料的成分和结构相对简单，以单一元素和二元为主，且大多存在对应的层状块体材料，可以通过剥离块体材料的方法来获得。

技术实现思路
：
>[0003]本专利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一类二维层状三元化合物，其特征在于，这类三元化合物的分子式为MX2Y4，其中：M为过渡族金属元素，包括但不限于钼、钨、钛、锆、铪、钒、铌、钽或铬；X为第四主族元素，包括但不限于硅或锗；Y为第五主族元素，包括但不限于氮、磷或砷；化合物的每层由Y-X-Y-M-Y-X-Y这7个原子层构成，层与层之间通过范德华力结合。2.一种权利要求1所述的二维层状三元化合物的制备方法，其特征在于，采用由上层Cu/底层过渡族金属M构成的双金属层作为生长基底，以Cu作为过渡族金属M的扩散通道提供M元素，在载气气氛下引入X和Y元素，通过化学气相沉积技术在不高于铜熔点的反应温度下，在Cu表面催化反应生长出MX2Y4单晶或薄膜，后续刻蚀掉Cu将MX2Y4转移到任意基体上。3.按照权利要求2所述的二维层状三元化合物的制备方法，其特征在于，双金属层生长基底采用叠层的Cu箔和过渡族金属M箔；或者，采用磁控溅射或热蒸镀的镀膜方法来获得；上层铜的厚度为100nm～100μm。4.按照权利要求2所述的二维层状三元化合物的制备方法，其特征在于，通过使用含X、Y的前驱体引入X、Y元素，前驱体为在高温下挥发或分解出X或Y的固体、粉末、液体或气体。5.按照权利要求4所述的二维层状三元化合物的制备方法，其特征在于，X为第四主族元素，包括但不限于硅或锗，硅元素前驱体包括但不限于硅片、石英片或硅烷，锗元素的前驱体包括但不限于锗片或锗烷；Y为第五主族元素，包括但不限于氮、磷或砷，氮元素的前驱体包括但不限于氨气，磷元素前驱体包括但不限于白磷或红磷，砷元...

【专利技术属性】
技术研发人员：任文才，洪艺伦，刘志博，王磊，周天亚，马伟，徐川，陈星秋，成会明，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：