基于光学法判断铼族化合物薄膜子晶畴和晶格方向的方法技术

本发明专利技术公开了基于光学法判断铼族化合物薄膜子晶畴和晶格方向的方法，属于二维纳米材料表征技术领域。该方法的步骤为：将铼族化合物薄膜样品置于含有偏振光的光学显微镜的载物台上，旋转铼族化合物薄膜样品的位置，并对旋转后的样品进行拍照，判断铼族化合物薄膜样品的所有子晶畴和晶界；对拍照所得的照片进行RGB衬度提取，得到每个子晶畴的晶格取向。本发明专利技术的方法对设备条件要求较低，操作流程简单，是一种区分判断硫化铼晶界并指认每个子晶畴的晶格取向的无损快速便捷的方法。的晶格取向的无损快速便捷的方法。的晶格取向的无损快速便捷的方法。

【技术实现步骤摘要】
基于光学法判断铼族化合物薄膜子晶畴和晶格方向的方法


[0001]本专利技术涉及二维纳米材料表征
，更具体的涉及基于光学法判断铼族化合物薄膜子晶畴和晶格方向的方法。

技术介绍

[0002]二维原子晶体材料优异的光学、电学、热学和力学性质使其在未来电子、光电子、储能器件和催化等领域具有广泛的应用前景，迅速成为材料领域的研究热点。如铼族化合物，其中，各向异性二维材料二硫化铼(ReS2)是近年来二维材料家族的一颗“新星”。ReS2独特的晶格结构赋予了其诸多非凡的性质，密度泛函理论计算显示，单层的ReS2为扭曲的1T相，这种特殊的结构使该材料具有各向异性，并且会产生佩尔斯畸变，这一畸变将会阻止ReS2的有序堆积，并将层间电子波函数的交叠最小化，从而导致层间退耦合。研究表明，从多层到单层，ReS2始终保持直接带隙，带隙值变化非常小，并且拉曼光谱也不会随层数的改变有显著变化。这些优异的性质使其在未来芯片、信息存储和光电器件等领域具有很好的应用前景。
[0003]基于这一材料的优异性质，科研工作者发展出了多种制备方法，得益于化学气相沉积法对制备样品的尺寸和厚度的可控性以及其有助于实现未来大规模器件化应用的特点，它被认为是目前制备二硫化铼材料或是其他铼族化合物的有效方法。然而，二硫化铼材料或是其他铼族化合物的独特的结构特点除了赋予其上述的性质外，在化学气相沉积生长的过程中，扭曲的1T相使得其更容易遵循各向异性生长模式，生长过程中晶格取向容易发生翻转使得所制备的二硫化铼样品或是其他铼族化合物并非单晶而是具有多个子晶畴，同时产生了晶界。晶界的产生会使得二硫化铼样品或是其他铼族化合物的电学迁移率得到明显下降从而阻碍其大规模器件化应用，因此，发展一种方法来区分判断晶界以及每个子晶畴的晶格取向很有必要。而现有技术在判断时，需要使用偏振拉曼光谱和透射电子显微镜，对设备要求高。

技术实现思路

[0004]针对以上问题，本专利技术提供了基于光学法判断铼族化合物薄膜子晶畴和晶格方向的方法，该方法对设备条件要求较低，操作流程简单，是一种区分判断硫化铼晶界并指认每个子晶畴的晶格取向的无损快速便捷的方法。
[0005]本专利技术的目的是提供基于光学法判断铼族化合物薄膜子晶畴和晶格方向的方法，包括以下步骤：将铼族化合物薄膜样品置于含有偏振光的光学显微镜的载物台上，旋转铼族化合物薄膜样品的位置，并对旋转后的样品进行拍照，判断铼族化合物薄膜样品的所有子晶畴和晶界；对拍照所得的照片进行RGB衬度提取，得到每个子晶畴的晶格取向。
[0006]优选的，光学显微镜的收集光路中置入偏振片，偏振片的起偏方向为x方向。
[0007]优选的，光学显微镜中所用光源为卤素灯，卤素灯的功率为100W，电压为12V。
[0008]优选的，铼族化合物样品的旋转次数为9
‑
36次，每次的旋转角度为10
‑
40
°
。
[0009]优选的，子晶畴的判断方法：通过旋转铼族化合物样品的位置后，不同的区域显示出明显的衬度差异获得；
[0010]晶界的判断方法：根据光学显微镜的衬度，在偏光显微镜下分成不同的区域。
[0011]优选的，根据提取出的RGB值随铼族化合物旋转角度的变化关系得到每个子晶畴的晶格取向。
[0012]优选的，铼族化合物样品的相对衬度根据公式计算，其中，R
λ
为样品的衬度，为样品和衬底的衬度，R
sub
为衬底的衬度。
[0013]优选的，铼族化合物薄膜样品为化学气相沉积法或机械剥离制备得到的铼族化合物薄膜。
[0014]优选的，铼族化合物薄膜样品的长度为10μm。
[0015]优选的，所述铼族化合物为二硫化铼或二硒化铼。
[0016]本专利技术中基于光学方法判断铼族化合物薄膜子晶畴和晶格方向的原理为:
[0017]各向异性材料不同区域的晶格方向不同，对光的散射存在差异。固定偏振光方向后，通过旋转样品的角度，样品每一部分的晶格方向产生周期性变化，因而经过样品后的偏振光发生周期性变化，只有沿着铼族化合物铼链的方向其对光的散射最大，因此可以用来指认晶格方向。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0019]本专利技术采用偏光显微镜成像技术，可以有效地判断出二硫化铼材料中的子晶畴和晶格方向，并且通过B通道随样品旋转角度的变化关系，指认出了每个子晶畴的晶格取向，其方向对应于B通道的极大值方向。本专利技术方法对设备条件要求较低，操作流程简单，是一种区分判断硫化铼晶界并指认每个子晶畴的晶格取向的无损快速便捷的方法。
附图说明
[0020]图1是实施例1中收集光路放置x方向偏振的偏振片的偏光显微镜示意图；
[0021]图2是对比例1中700℃所生长的二硫化铼(于SiO2/Si基底)在光路中没有偏振片的情况下的光学显微镜照片；
[0022]图3是实施例1中700℃所生长的二硫化铼(于SiO2/Si基底)在收集光路放置x方向偏振片时，在0
‑
180
°
的样品旋转角度下的光学显微镜照片；
[0023]图4是实施例1的具有三个子晶畴的二硫化铼样品旋转40
°
在偏光显微镜下的照片；
[0024]图5是实施例1中基底和样品的RGB衬度值随样品旋转角度的变化图，其中图5(a)为SiO2/Si基底，图5(b)为样品Ⅰ区域；
[0025]图6是实施例1中不同样品区域的B通道随样品旋转角度的极坐标变化图，其中，图6(a)为Ⅰ区域，图6(b)为Ⅱ区域，图6(c)为Ⅲ区域；
[0026]图7是实施例1与对比例2的对比图，其中图7(a)与图4相同，图7(b)为Ⅰ区域的高分辨透射电镜照片，图7(c)为Ⅱ区域的高分辨透射电镜照片，图7(d)为Ⅲ区域的高分辨透射电镜照片；
[0027]图8为800℃生长的少层ReS2在偏振光学显微镜下的照片及对应区域的B通道变化
周期图，其中，图8(a)为旋转40
°
下的光学显微照片，图8(b)为区域，图8(c)为区域；
[0028]图9为900℃生长的少层ReS2在偏振光学显微镜下的照片及对应区域的B通道变化周期图，其中，图9(a)为旋转40
°
下的光学显微照片，图9(b)为区域，图9(c)为区域；
[0029]图10为700℃的二硒化铼在偏振光学显微镜下的照片及对应区域的B通道变化周期图，其中，图10(a)为旋转40
°
下的光学显微照片，图10(b)为区域的周期图。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]下述实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于光学法判断铼族化合物薄膜子晶畴和晶格方向的方法，其特征在于，包括以下步骤：将铼族化合物薄膜样品置于含有偏振光的光学显微镜的载物台上，旋转铼族化合物薄膜样品的位置，并对旋转后的样品进行拍照，判断铼族化合物薄膜样品的所有子晶畴和晶界；对拍照所得的照片进行RGB衬度提取，得到每个子晶畴的晶格取向。2.根据权利要求1所述的基于光学法判断铼族化合物薄膜子晶畴和晶格方向的方法，其特征在于，光学显微镜的收集光路中置入偏振片，偏振片的起偏方向为x方向。3.根据权利要求2所述的基于光学法判断铼族化合物薄膜子晶畴和晶格方向的方法，其特征在于，光学显微镜中所用光源为卤素灯，卤素灯的功率为100W，电压为12V。4.根据权利要求3所述的基于光学法判断铼族化合物薄膜子晶畴和晶格方向的方法，其特征在于，铼族化合物样品的旋转次数为9
‑
36次，每次的旋转角度为10
‑
40
°
。5.根据权利要求4所述的基于光学法判断铼族化合物薄膜子晶畴和晶格方向的方法，其特征在于，子晶畴的判断方法：通过旋转铼族化合物样品的位置后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓波，张建斌，周楠，杨如森，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：