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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及层状单晶材料,特别涉及一种三元层状碲化物及其单晶的制备方法。
技术介绍
1、层状结构过渡金属硫族化合物的种类非常丰富且体现出众多新奇物性,在场效应管、光电子器件、光电探测器、光电催化和电池等领域具有良好的应用前景。特别是相比较于二元过渡金属硫族化合物,三元层状结构过渡金属硫族化合物可通过改变过渡族金属的种类和化学计量比,有效地调控材料的带隙结构、晶体结构和功能特性,因而此类材料在性能研究和潜在应用方面受到广泛关注。
2、其中,mm'te4(m=nb,ta;m'=ir,rh,os,fe,ru,cr)是一类多功能三元层状碲化物。在该体系中,材料自身的结构对称特性易导致weyl节点出现,并具有面内强各向异性、室温三阶非线性霍尔效应、非线性光响应等新奇物性。因此,在光电探测、霍尔效应等器件领域,三元层状碲化物mm'te4具有很好的应用潜力。
3、寻求mm'te4中存在的新型化合物,进一步丰富该体系中的材料种类,对该体系中可能存在的新奇物性具有积极地推动作用。由于在对该系列化合物进行性能及应用研究时,需首先获得大尺寸高质量的新型化合物单晶材料,因此,如何获得大尺寸高质量的mm'te4单晶体的制备对于材料的本征物性研究,以及进一步推动此类材料在纳米光电器件领域的应用具有重要意义。现有材料中,未报道任何有关m为ta、m'为cr的三元层状碲化物,并且,通过常规固相反应方法无法获得的m为ta、m'为cr的三元层状mm'te4碲化物晶体,也尚未有任何报道公开m为ta、m'为cr,且m、m'的原子数量和为2的三元
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足之处,本专利技术的目的在于提供一种三元层状碲化物及其单晶的制备方法,旨在解决现有技术中尚无含ta和cr元素的三元层状碲化物单晶体。
2、为了达到上述目的,本专利技术采取了以下技术方案:
3、一种三元层状碲化物,其中,所述三元层状碲化物的化学通式为:ta1-xcr1+xte4,其中,-0.1≤x≤0.3。
4、所述的三元层状碲化物中,所述ta1-xcr1+xte4为菱方结构,空间群为
5、一种三元层状碲化物单晶的制备方法,用于制备如上所述的三元层状碲化物,所述制备方法包括步骤:
6、步骤s1、配料与封装:按配比取钽粉、铬粉、碲粉,混合后置于石英管中,加入碘颗粒,抽真空后将石英管密封;
7、步骤s2、烧制:将密封后的石英管置于双温区管式炉中,将有物料的一端位于双温管式炉的高温区端,无物料的一端位于双温区管式炉的低温区端,以2~5℃/min的速度升温,使低温区端的温度为575~625℃、高温区端的温度为675~725℃,保温7~10天;保温结束后,冷却至室温,清洗、干燥后,得三元层状碲化物ta1-xcr1+xte4。
8、所述的三元层状碲化物的制备方法中,所述钽粉、铬粉及碲粉的摩尔比为(1-x):(1+x):4。
9、所述的三元层状碲化物单晶的制备方法中,所述钽粉、铬粉及碲粉的纯度≥99.99%。
10、所述的三元层状碲化物单晶的制备方法中,所述钽粉、铬粉及碲粉的摩尔比为1:1:4,制备得到的三元层状碲化物的分子式为tacrte4。
11、所述的三元层状碲化物单晶的制备方法中,所述保温时间为7天。
12、所述的三元层状碲化物单晶的制备方法中,所述碘颗粒的添加量为5mg/ml。
13、所述的三元层状碲化物单晶的制备方法中,所述清洗步骤为采用酒精进行清洗。
14、所述的三元层状碲化物单晶的制备方法中,所述石英管抽真空后管内的真空度≤1pa。
15、有益效果:
16、本专利技术提供了一种三元层状碲化物及其单晶的制备方法,该三元层状碲化物的化学通式为:ta1-xcr1+xte4,其中,-0.1≤x≤0.3,其具有半导体导电特性,可用于纳米电子器件
该ta1-xcr1+xte4晶体通过化学气相输运法制备得到,为层状大尺寸、高质量的块状晶体,便于通过机械剥离法获得少层或单层材料,便于深入研究三元层状ta1-xcr1+xte4碲化物的性能和用途。
【技术保护点】
1.一种三元层状碲化物,其特征在于,所述三元层状碲化物的化学通式为:
2.根据权利要求1所述的三元层状碲化物,其特征在于,所述Ta1-xCr1+xTe4为菱方结构,空间群为
3.一种三元层状碲化物单晶的制备方法,用于制备如权利要求1或2所述的三元层状碲化物,其特征在于,所述制备方法包括步骤:
4.根据权利要求3所述的三元层状碲化物单晶的制备方法,其特征在于,所述钽粉、铬粉及碲粉的摩尔比(1-x):(1+x):4。
5.根据权利要求4所述的三元层状碲化物单晶的制备方法,其特征在于,所述钽粉、铬粉及碲粉的纯度≥99.99%。
6.根据权利要求5所述的三元层状碲化物单晶的制备方法,其特征在于,所述钽粉、铬粉及碲粉的摩尔比为1:1:4,制备得到的三元层状碲化物的分子式为TaCrTe4。
7.根据权利要求3所述的三元层状碲化物单晶的制备方法,其特征在于,所述保温时间为7天。
8.根据权利要求3所述的三元层状碲化物单晶的制备方法,其特征在于,所述碘颗粒的添加量为5mg/mL。
9.根据权利要求3所
10.根据权利要求3所述的三元层状碲化物单晶的制备方法,其特征在于,所述石英管抽真空后管内的真空度≤1Pa。
...【技术特征摘要】
1.一种三元层状碲化物,其特征在于,所述三元层状碲化物的化学通式为:
2.根据权利要求1所述的三元层状碲化物,其特征在于,所述ta1-xcr1+xte4为菱方结构,空间群为
3.一种三元层状碲化物单晶的制备方法,用于制备如权利要求1或2所述的三元层状碲化物,其特征在于,所述制备方法包括步骤:
4.根据权利要求3所述的三元层状碲化物单晶的制备方法,其特征在于,所述钽粉、铬粉及碲粉的摩尔比(1-x):(1+x):4。
5.根据权利要求4所述的三元层状碲化物单晶的制备方法,其特征在于,所述钽粉、铬粉及碲粉的纯度≥99.99%。
6.根据权...
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