黑磷-二维材料复合物及其制造方法、制造黑磷片的方法和电子器件技术

提供黑磷

【技术实现步骤摘要】
黑磷
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二维材料复合物及其制造方法、制造黑磷片的方法和电子器件
[0001]对相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于2020年11月18日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2020
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0154545并且要求其优先权，将其公开内容全部通过引用引入本文中。


[0003]本公开内容涉及黑磷
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二维材料复合物以及制造所述黑磷
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二维材料复合物的方法。

技术介绍

[0004]黑磷(BP)是具有层状结构的材料，并且该层状结构的各层具有其中磷(P)原子平面地键合的二维2D晶体结构。BP具有半导体特性和取决于其厚度约0.3eV
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约1.5eV的带隙能量。此外，BP具有约1000cm2/Vs的高的电荷迁移率和约104‑
约105的高的开/关电流比，并且因此被应用于多种领域中的电子器件。
[0005]2D BP指的是具有拥有几十纳米(nm)或更小厚度的片形状的2D材料。2D BP可通过对块体BP进行机械或化学剥离工艺而制备，但是难以应用该方法来制备具有大的面积的2D BP。

技术实现思路

[0006]提供黑磷(BP)
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二维(2D)材料复合物和制造所述黑磷
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二维材料复合物的方法。
[0007]另外的方面将部分地在随后的描述中阐明，并且部分地将从所述描述明晰，或者可通过本公开内容的所呈现实施方式的实践而获悉。
[0008]根据实施方式的方面，黑磷
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二维材料复合物包括：各自具有二维晶体结构并且配置成通过范德华力彼此结合的第一和第二二维材料层；和在所述第一和第二二维材料层之间并且具有其中多个磷原子共价键合的二维晶体结构的黑磷片。
[0009]在一些实施方式中，所述第一和第二二维材料层可包括不同于所述黑磷片的材料。
[0010]在一些实施方式中，所述第一和第二二维材料层可包括相同材料或不同材料。所述第一和第二二维材料层各自可包括石墨烯、六方氮化硼(h
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BN)、或过渡金属二硫属化物(TMD)。
[0011]在一些实施方式中，所述第一和第二二维材料层各自可具有约10nm或更小的厚度。
[0012]在一些实施方式中，所述黑磷片可具有约10nm或更小的厚度。所述黑磷片可包括1
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50个层。
[0013]在一些实施方式中，所述第一和第二二维材料层各自可配置成通过范德华力与所述黑磷片结合。
[0014]在一些实施方式中，所述第一和第二二维材料层各自与所述黑磷片之间的距离可为约0.8nm或更小。
[0015]根据实施方式，黑磷
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二维材料复合物包括：基底；具有二维晶体结构并且通过范德华力与所述基底结合的二维材料层；以及在所述基底和所述二维材料层之间并且具有其中多个磷原子共价键合的二维晶体结构的黑磷片。
[0016]在一些实施方式中，所述二维材料层可包括不同于所述黑磷片的材料。所述二维材料层可包括石墨烯、六方氮化硼(h
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BN)、或过渡金属二硫属化物(TMD)。
[0017]在一些实施方式中，所述黑磷片可具有约10nm或更小的厚度。
[0018]在一些实施方式中，所述二维材料层和所述黑磷片之间的距离可为约0.8nm或更小。
[0019]根据实施方式，制造黑磷
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二维材料复合物的方法包括：在基底上形成具有二维晶体结构的第一二维材料层；在所述第一二维材料层上形成黑磷前体膜；在所述第一二维材料层上形成具有二维晶体结构的第二二维材料层，所述第二二维材料层覆盖所述黑磷前体膜；和向所述黑磷前体膜施加热和压力以形成具有其中多个磷原子共价键合的二维晶体结构的黑磷片。
[0020]在一些实施方式中，所述第一和第二二维材料层可在所述黑磷前体膜周围通过范德华力彼此结合。
[0021]在一些实施方式中，所述第一和第二二维材料层可包括不同于所述黑磷片的材料。
[0022]在一些实施方式中，所述第一和第二二维材料层可包括相同材料或不同材料。所述第一和第二二维材料层各自可包括石墨烯、六方氮化硼(h
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BN)、或过渡金属二硫属化物(TMD)。
[0023]在一些实施方式中，所述第一和第二二维材料层各自可具有约10nm或更小的厚度。
[0024]在一些实施方式中，所述黑磷前体膜可包括白磷、红磷、三碘化磷(PI3)、或三氯化磷(PCl3)。
[0025]在一些实施方式中，所述施加热和压力可包括向所述黑磷前体膜施加约400MPa或更低的压力。所述施加热和压力可包括将所述黑磷前体膜加热至约700℃或更低的温度。
[0026]在一些实施方式中，所述黑磷片可具有约10nm或更小的厚度。所述第一和第二二维材料层各自与所述黑磷片之间的距离可为约0.8nm或更小。
[0027]根据实施方式，制造黑磷片的方法包括：在第一和第二二维材料层之间提供黑磷前体膜；和向所述黑磷前体膜施加热和压力以形成具有其中多个磷原子共价键合的二维晶体结构的黑磷片。
[0028]在一些实施方式中，所述第一和第二二维材料层可在所述黑磷前体膜周围通过范德华力彼此结合。
[0029]在一些实施方式中，所述施加热和压力可包括向所述黑磷前体膜施加约400MPa或更低的压力和将所述黑磷前体膜加热至约700℃或更低的温度。
[0030]根据实施方式，制造黑磷
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二维材料复合物的方法包括：在基底上形成黑磷前体膜；在所述基底上形成具有二维晶体结构的二维材料层以覆盖所述黑磷前体膜；和向所述
黑磷前体膜施加热和压力以形成具有其中多个磷原子共价键合的二维晶体结构的黑磷片。
[0031]在一些实施方式中，所述黑磷前体膜可包括白磷、红磷、PI3、或PCl3。
[0032]在一些实施方式中，所述基底和所述二维材料层可在所述黑磷前体膜周围通过范德华力彼此结合。
[0033]在一些实施方式中，所述二维材料层可包括不同于所述黑磷片的材料。
[0034]在一些实施方式中，所述施加热和压力可包括向所述黑磷前体膜施加约400MPa或更低的压力和将所述黑磷前体膜加热至约700℃或更低的温度.
[0035]根据实施方式，制造黑磷片的方法包括：在基底和二维材料层之间提供黑磷前体膜；和向所述黑磷前体膜施加热和压力以形成具有其中多个磷原子可共价键合的二维晶体结构的黑磷片。
[0036]在一些实施方式中，所述基底和所述二维材料层可在所述黑磷前体膜周围通过范德华力彼此结合。
[0037]在一些实施方式中，所述施加热和压力可包括向所述黑磷前体膜施加约400MPa或更低的压力和将所述黑磷前体膜加热至约700℃或更低的温度.
[0038]根据实施方式，电子器件包括：具有其中多个磷原子共价键合的二维晶体结构的黑磷片；提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.黑磷
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二维材料复合物，包括：各自具有二维晶体结构并且配置成通过范德华力彼此结合的第一和第二二维材料层；和在所述第一和第二二维材料层之间并且具有其中多个磷原子共价键合的二维晶体结构的黑磷片。2.如权利要求1所述的黑磷
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二维材料复合物，其中所述第一和第二二维材料层包括不同于所述黑磷片的材料。3.如权利要求2所述的黑磷
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二维材料复合物，其中所述第一和第二二维材料层包括相同材料或不同材料。4.如权利要求2所述的黑磷
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二维材料复合物，其中所述第一和第二二维材料层各自包括石墨烯、六方氮化硼(h
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BN)、或过渡金属二硫属化物(TMD)。5.如权利要求1所述的黑磷
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二维材料复合物，其中所述第一和第二二维材料层各自具有约10nm或更小的厚度。6.如权利要求1所述的黑磷
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二维材料复合物，其中所述第一和第二二维材料层各自通过范德华力与所述黑磷片结合。7.如权利要求1所述的黑磷
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二维材料复合物，其中所述第一和第二二维材料层各自与所述黑磷片之间的距离为约0.8nm或更小。8.黑磷
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二维材料复合物，其包括：基底；具有二维晶体结构并且通过范德华力与所述基底结合的二维材料层；以及在所述基底和所述二维材料层之间并且具有其中多个磷原子共价键合的二维晶体结构的黑磷片。9.如权利要求8所述的黑磷
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二维材料复合物，其中所述二维材料层包括不同于所述黑磷片的材料。10.如权利要求9所述的黑磷
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二维材料复合物，其中所述二维材料层包括石墨烯、六方氮化硼(h
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BN)、或过渡金属二硫属化物(TMD)。11.如权利要求1或8所述的黑磷
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二维材料复合物，其中所述黑磷片具有约10nm或更小的厚度。12.如权利要求1或8所述的黑磷
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二维材料复合物，其中所述黑磷片包括1
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50个层。13.如权利要求8所述的黑磷
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二维材料复合物，其中所述二维材料层和所述黑磷片之间的距离为约0.8nm或更小。14.制造黑磷
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二维材料复合物的方法，所述方法包括：在基底上形成具有二维晶体结构的第一二维材料层；在所述第一二维材料层上形成黑磷前体膜；在所述第一二维材料层上形成具有二维晶体结构的第二二维材料层，所述第二二维材料层覆盖所述黑磷前体膜；和向所述黑磷前体膜施加热和压力以形成具有其中多个磷原子共价键合的二维晶体结构的黑磷片。15.如权利要求14所述的方法，其中所述第一和第二二维材料层在所述黑磷前体膜周
围通过范德华力彼此结合。16.如权利要求14所述的方法，其中所述第一和第二二维材料层包括不同于所述黑磷片的材料。17.如权利要求14所述的方法，其中所述第一和第二二维材料层包括相同材料或不同材料。18.如权利要求14所述的方法，其中所述第一和第二二维材料层各自包括石墨烯、六方氮化硼(h
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BN)、或过渡金属二硫属化...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛珉洙，申铉石，申铉振，黄炫泰，李昌锡，尹圣仁，
申请(专利权)人：蔚山科学技术院，
类型：发明
国别省市：