一种基于Fe插层氧化石墨烯二维可调铁电极化材料结构设计制造技术

本发明专利技术公开了一种基于Fe插层氧化石墨烯二维可调铁电极化材料结构设计，其设计方案包括：基材选取

【技术实现步骤摘要】
一种基于Fe插层氧化石墨烯二维可调铁电极化材料结构设计


[0001]本专利技术电介质材料应用领域，具体涉及一种基于Fe插层氧化石墨烯二维可调铁电极化材料结构设计。

技术介绍

[0002]具有铁电性质的电介质材料由于其电极化可被外电场调控的特性，在传感，信息存储，光电等多功能器件的应用方面有着极其广阔的发展前景。同时，随着现代科学的发展，微电子集成技术的飞速发展，电子器件愈来愈趋于微型化，集成化和多功能化，但是传统的铁电性材料由于其体材料的特性，受尺寸的限制和表面退极化效应影响，很难满足现代技术日益发展的需求，因此，在低维材料领域寻找和设计合适且具有优良性质的铁电材料以及具有可调控铁电性质的结构成为了新的研究热点。
[0003]近年来，利用第一性原理和其他理论工具，人们已经成功预测和设计出一些具有优良铁电性质的二维材料和结构，如：在单层MX（M=Ge, Sn; X=S, Se）、In2Se3等材料中可翻转的面内铁电极化；1T
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MoS2、层状CuIn2P6在室温下可以有稳定存在的面外铁电性；而单层VOX2（X=F, Cl本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Fe插层氧化石墨烯二维可调铁电极化材料结构设计，其特征在于：所述设计方案包括如下步骤：步骤一、基材选取：选取二维的氧化石墨烯作为基材，所述氧化石墨烯是通过O与石墨烯中的C共价结合得到的，其中，石墨烯为C构成六角蜂窝状结构；所述氧化石墨烯中O层关于C原子层呈平面反演对称性分布，即C原子六角蜂窝状结构中，次近邻的C原子与O在同一侧形成共价键，即O和C原子形成了关于C六环的中心对称性结构，体系无极化；步骤二、插层极化结构设计：利用Materials Studio 2019和VESTA可视化结构绘图软件，模拟构建Fe插层氧化石墨烯晶体结构，利用VASP软件程序包进行插层后初步的结构优化，计算得到Fe的最佳吸附位置；步骤三、极化翻转所需的能量：采取沿c轴方向上下移动Fe原子位置，所述c轴方向为垂直于平面方向，计算确定Fe离子在从平面上方移动到平面下方整个过程中，由于Fe离子移动导致极化翻转需要克服的能量势垒，初步判断该二维材料中铁电极化翻转的可能；步骤四、应变的使用：将该Fe插层的氧化石墨烯薄膜固定于晶格匹配的衬底之上，通过外加二维机械应力作用于衬底，对薄膜施加应变;步骤五、极化处理：由于Fe离子插层稳定吸附的位置是关于C原子层对称的，故Fe离子插层时随机分布于这些位置，从而可能造成该插层的二维结构无宏观铁电极化，故实际应用时应先对固定于衬底上的铁插层氧化石墨烯薄膜进行单畴化处理；将薄膜置于较强的恒定外电场中进行初始极化...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿晨铎，仲崇贵，张诗俊，董正超，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：