一种制备单晶Bi2Se3纳米结构的方法技术

本发明专利技术提供了一种制备单晶Bi2Se3纳米结构的方法，所述Bi2Se3纳米结构包括纳米带和纳米片，Bi2Se3纳米带的宽度为50nm～4μm，长度为1～200μm，Bi2Se3纳米片的直径为50nm～20μm。本发明专利技术采用高温热蒸发和气相传输的方法，以Bi粉和Se粉或Bi2Se3粉末为原料，在高温扩散炉中进行热蒸发，在衬底上获得Bi2Se3纳米结构。本发明专利技术的获得Bi2Se3纳米结构为高质量的单晶材料，合成过程不使用催化剂，避免了引入外来杂质对材料性质的影响，简单易行，重复性好，原料和衬底易得，制备成本低廉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备单晶Bi2Se3纳米结构的方法，属于半导体电子材料与器件的领域。
技术介绍
Bi2Se3是禁带宽度约为0. 3eV的窄带半导体，是一种传统的热电材料，也用于红外探测器等领域。最近理论和实验的研究工作都证实了 Bi2Se3是一种拓扑绝缘体，在自旋电子学和量子计算机等领域有十分广阔的应用前景，因此引起了全世界凝聚态物理学界的广泛关注。为了实现Bi2SejS扑绝缘体的上述应用，要求获得高质量的Bi2Se3材料。目前，Bi2Se3常见的材料形态有块体单晶、薄膜和纳米结构材料。薄膜合成的具体方法包括通过电化学沉积(Mater. Chem. Phys.，55，51 (1998)，Mater. Res. Bull.，36，1915 (2001))、化学水浴法(Mater. Sc1. Eng.，B 55,102(1998))、热蒸发(Cryst. Res. Technol. 35,1087 (2000))、反应蒸发(Solid State Commun. 85,879 (1993))、化合物蒸发(Mater. Res.Bull. 40，1314(2005)，J. Phys. 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备单晶Bi2Se3纳米结构的方法，其特征在于，所述方法以Bi粉和Se粉混合物为原料或以Bi2Se3粉为原料，优选地，所述原料的纯度均为99.99％(重量比)，不使用催化剂，以惰性气体或氮气为气源进行气相传输，通过高温热蒸发在衬底上制备得到Bi2Se3纳米结构。

【技术特征摘要】
1.一种制备单晶Bi2Se3纳米结构的方法，其特征在于，所述方法以Bi粉和Se粉混合物为原料或以Bi2Se3粉为原料，优选地，所述原料的纯度均为99. 99% (重量比)，不使用催化剂，以惰性气体或氮气为气源进行气相传输，通过高温热蒸发在衬底上制备得到Bi2Se3纳米结构。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 1)以混合均匀的Bi粉和Se粉为原料或者以Bi2Se3粉为原料，放到耐高温容器上作为生长源； 2)将耐高温容器放到高温扩散炉的中部，在高温扩散炉内远离进气口的一端放置衬底以收集生成物； 3)将高温扩散炉密封，抽真空； 4)向抽真空后的高温扩散炉内通入惰性气体或氮气作为气源以进行气相传输； 5)在气相传输的同时，将高温扩散炉加热至一定温度并在该温度下保温，以进行高温热蒸发，气态的Bi2Se3会在温度低于热蒸发温度的衬底上形成结晶，在合适的温度范围内可以得到Bi2Se3纳米结构； 6)高温热蒸发结束后，衬底随高温扩散炉自然降温至室温，通入适量惰性气体或氮气，并停止气相传输，使高温扩散炉内的压力回到一个大气压，打开高温扩散炉，取出衬底，制备得到生长在衬底上的Bi2Se3纳米结构。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述Bi粉和Se粉混合的摩尔比为2 :...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐皓颖，江鹏，王中林，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：