System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() CuOx/WSe2异质结界面及其构筑方法、应用技术_技高网

CuOx/WSe2异质结界面及其构筑方法、应用技术

技术编号:40700311 阅读:4 留言:0更新日期:2024-03-22 10:58
本发明专利技术提供了一种CuO<subgt;x</subgt;/WSe<subgt;2</subgt;异质结界面及其构筑方法、应用,涉及异质结界面的技术领域,构成该异质结界面的CuO<subgt;x</subgt;的颗粒尺寸在10nm以下,其x的取值为0.5~1。本发明专利技术解决了亚10nm尺寸的异质结界面敏感、不易产生积极作用、构建工艺复杂以及界面调控易失效的技术问题,达到了构筑工艺简单、重复性高、构筑得到的亚10nm尺寸的CuO<subgt;x</subgt;/WSe<subgt;2</subgt;异质结界面具有极高的空气稳定性、无应力累积,以及没有过多的缺陷和成键态的技术效果,同时其界面相互作用以载流子迁移为主,在光电方面的应用存在较高的潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及异质结界面的,尤其是涉及一种cuox/wse2异质结界面及其构筑方法和可能的应用方向。


技术介绍

1、二维材料如石墨烯、过渡金属二硫族化合物(tmdcs)以及黑磷等,因为在z方向的纳米尺度限制,具有超高比表面积,使得其表面十分敏感。不同于传统材料,通过界面调控就可以有效调控二维材料的整体特性,如载流子输运、光响应特性、声子散射作用,以及铁电性质等。已经设计出多种界面调控的方法和体系,通过构建不同类型的异质结界面,利用应力、缺陷、载流子迁移、激子相互作用以及铁电或铁磁相互作用等机制,实现了对二维材料的性质调控,并在新型低维物理观测平台和新型功能器件应用方面取得了进展。

2、0d/2d的混合维度异质界面是诸多界面中的重要部分,目前主要集中在贵金属纳米颗粒与二维材料,以及量子点材料与二维材料的界面,其分别利用贵金属表面的等离激元共振效应和量子点材料的强吸收高光敏特性,能够很大提升二维材料的光电响应性能,在光探测、视神经模拟和光电计算领域取得了进展。然而,亚10nm尺寸的异质界面更加敏感,需要清洁的界面和合适的能带结构才能够产生积极的作用。量子点或者纳米颗粒在合成过程中,表面附着的有机物或者金属盐往往会带来界面的缺陷、费米能级钉扎和过度掺杂,导致界面调控失效甚至使二维材料的本征性能下降。虽然引入缓冲层可以提高界面的稳定性,但是更加简单清洁的异质结界面制备方法亟待开发。

3、金属氧化物是一个种类繁多、功能多样的材料体系。金属氧化物与二维材料的界面广泛存在于基于二维材料的器件中。但是过去的研究大多局限在二维材料与氧化物薄膜(如al2o3、hfo2、vo2等)的界面,其界面尺寸都在百nm量级及以上。对于亚10nm尺度的金属氧化物/二维材料的异质界面缺乏深入的研究,对其产生的新奇性质不甚了解,而这可能对二维材料的性能调控产生重要影响。

4、有鉴于此,特提出本专利技术。


技术实现思路

1、本专利技术的目的之一在于提供一种cuox/wse2异质结界面,具有极高的空气稳定性,无应力累积,没有过多的缺陷和成键态,界面相互作用以载流子迁移为主,在光电方面的应用存在较高的潜力。

2、本专利技术的目的之二在于提供一种cuox/wse2异质结界面的构筑方法,不会产生有机掺杂,工艺简单、高效,重复性高且成本低,适合工业化的大规模生产。

3、本专利技术的目的之三在于提供一种cuox/wse2异质结界面的应用,能够取得突出的应用效果。

4、为了实现本专利技术的上述目的,特采用以下技术方案:

5、第一方面,一种cuox/wse2异质结界面,所述异质结界面的cuox的颗粒尺寸在10nm以下;

6、其中,x的取值为0.5~1。

7、进一步的,所述cuox的颗粒尺寸在4~6nm之间。

8、第二方面,一种上述所述的cuox/wse2异质结界面的构筑方法,包括以下步骤:

9、先将wse2薄膜转移到目标基底上,再将cu颗粒沉积到所述wse2的表面,之后进行原位氧化,得到所述cuox/wse2异质结界面。

10、进一步的,所述wse2薄膜的制备方式包括机械剥离和cvd生长中的至少一种;

11、优选地,所述wse2薄膜转移到目标基底上的方式包括干法转移;

12、优选地,所述目标基底包括sio2/si。

13、进一步的,所述wse2薄膜转移到目标基底之后还包括进行真空退火的步骤。

14、进一步的,所述cu颗粒沉积的方式包括电子束蒸镀、磁控溅射、热蒸镀等物理气相沉积中的至少一种。

15、进一步的,所述cu颗粒沉积的真空度为10-4pa~10-3pa;

16、优选地,所述cu颗粒沉积的速度为不高于0.02nm/s;

17、优选地,所述cu颗粒沉积的标称厚度为不高于4nm。

18、进一步的,所述原位氧化的气体氛围包括空气气氛。

19、进一步的,所述原位氧化的温度为200℃~250℃,原位氧化的时间为15min~25min;

20、优选地,所述原位氧化的湿度条件为15%~60%。

21、第三方面,一种上述任一项所述的cuox/wse2异质结界面在光探测、视神经模拟以及光电计算中的应用。

22、与现有技术相比,本专利技术至少具有如下有益效果:

23、本专利技术提供的cuox/wse2异质结界面,其cuox颗粒尺寸在10nm以下,cuox能够表现出和块体cu2o相似的面心立方结构,而不同于块体cuo的单斜结构,同时wse2保持了本征的六方对称结构,而且cuox颗粒中并非只有cu+,而是cu+和cu2+同时存在的,处于混合价态;cuox颗粒中存在大量的铜空位,使得颗粒具有从紫外到近红外的宽带光谱吸收;在光照下,cuox颗粒吸收光子同时在价带排列的作用下向wse2注入光生空穴,使得wse2的光致发光光谱产生了峰强度降低和峰位红移;本专利技术的cuox/wse2异质结界面不仅具有极高的空气稳定性,无应力累积,而且没有过多的缺陷和成键态,同时其界面相互作用以载流子迁移为主,在光电方面的应用存在较高的潜力。

24、本专利技术提供的cuox/wse2异质结界面的构筑方法,不会产生有机掺杂,工艺简单、高效,重复性高且成本低,适合工业化的大规模生产。

25、本专利技术提供的cuox/wse2异质结界面的应用,能够取得突出应用效果。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种CuOx/WSe2异质结界面,其特征在于,所述异质结界面的CuOx的颗粒尺寸在10nm以下;

2.根据权利要求1所述的CuOx/WSe2异质结界面,其特征在于,所述CuOx的颗粒尺寸在4~6nm之间。

3.一种权利要求1或2所述的CuOx/WSe2异质结界面的构筑方法,其特征在于,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的构筑方法,其特征在于,所述WSe2薄膜的制备方式包括机械剥离和CVD生长中的至少一种;

5.根据权利要求4所述的构筑方法,其特征在于,所述WSe2薄膜转移到目标基底之后还包括进行真空退火的步骤。

6.根据权利要求3-5任一项所述的构筑方法,其特征在于,所述Cu颗粒沉积的方式包括电子束蒸镀、磁控溅射、热蒸镀等物理气相沉积中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的构筑方法,其特征在于,所述Cu颗粒沉积的真空度为10-4Pa~10-3Pa;

8.根据权利要求3-5任一项所述的构筑方法,其特征在于,所述原位氧化的气体氛围包括空气气氛。

9.根据权利要求8所述的构筑方法,其特征在于,所述原位氧化的温度为200℃~250℃,原位氧化的时间为15min~25min;

10.一种权利要求1或2所述的CuOx/WSe2异质结界面在光探测、视神经模拟,以及光电计算中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种cuox/wse2异质结界面,其特征在于,所述异质结界面的cuox的颗粒尺寸在10nm以下;

2.根据权利要求1所述的cuox/wse2异质结界面,其特征在于,所述cuox的颗粒尺寸在4~6nm之间。

3.一种权利要求1或2所述的cuox/wse2异质结界面的构筑方法,其特征在于,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的构筑方法,其特征在于,所述wse2薄膜的制备方式包括机械剥离和cvd生长中的至少一种;

5.根据权利要求4所述的构筑方法,其特征在于,所述wse2薄膜转移到目标基底之后还包括进行真空退火的步骤。

6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:王荣明蒋文贵孙颖慧
申请(专利权)人:北京科技大学
类型:发明
国别省市:

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