[發明專利]二維自組裝的M1/M2-VO2

有效

• 申請號: 202010146784.4
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111392685B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 甘霖;冉濛;翟天佑
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;B81B7/04;B81C1/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孔娜;李智

本發明屬于二維材料制備相關技術領域，其公開了一種二維自組裝的M1/M2?VOsubgt;2/subgt;同質結納米片及其制備方法，所述制備方法包括以下步驟：(1)將Vsubgt;2/subgt;Osubgt;5/subgt;粉末和NaCl顆粒混合獲得氣相沉積反應源；(2)將所述氣相沉積反應源放置于容器內，并將云母襯底倒扣在所述容器的開口處；(3)將所述容器置于預定溫度氛圍內，使得所述Vsubgt;2/subgt;Osubgt;5/subgt;粉末裂解為VOsubgt;2/subgt;前驅體，進而所述VOsubgt;2/subgt;前驅體在所述云母襯底上沉積形成二維自組裝的M1/M2?VOsubgt;2/subgt;同質結納米片。本發明降低了反應溫度，且避免了襯底發生破壞，同時縮短了氣態前驅體輸運距離，引入了界面應力調控材料晶相分布，因而尤其適用于高熔點的二維晶體材料晶相可控制備之類的應用場合。

技術領域

本發明屬于二維材料制備相關技術領域，更具體地，涉及一種二維自組裝的M1/M2-VO₂同質結納米片及其制備方法。

背景技術

自1959年VO₂的金屬絕緣體相變被發現以來(Phys.Rev.Lett.1959,3,34)，由于其接近室溫的相變溫度和相變產生的獨特物理性質變化，引起了廣泛的關注和研究。在340K時，VO₂由絕緣體相轉變為金屬相的同時，伴隨著其晶體結構由單斜相(M)轉變為到金紅石相(R)，相變過程中會發生電學、光學、熱學等性質的突變，因此VO₂在光電開關、紅外傳感、智能窗戶和微納驅動器等領域有著巨大的應用潛能(Materials?Today,2018,21(8):875-896)?；诖耍瑔我换瘜W計量比VO₂晶體材料的制備及其晶相調控具有重要意義。

近年來，研究人員利用SiO₂/Si作為氣相沉積襯底，利用SiO₂/Si與VO₂的熱膨脹系數差異實現了VO₂金屬/絕緣體相(R/M)的自組裝，但局限于傳統氣相沉積制備的納米帶和納米線(Nano?Letters,2006,6(10):2313-2317)，這是因為SiO₂表面的懸掛鍵阻礙了氣態前驅體的水平傳質，同時VO₂晶體具有擇優取向生長的特點，所以無法沉積得到二維自組裝的VO₂納米片。而二維自組裝的VO₂納米片相比于納米線和納米帶可實現平面內的性質調控，且具有優于多晶薄膜的相變性能。因此，亟需一種能夠沉積得到二維自組裝的VO₂納米片的方法。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種二維自組裝的M1/M2-VO₂同質結納米片及其制備方法，其通過將V₂O₅粉末和NaCl顆?；旌系玫綒庀喑练e反應源，并將云母襯底直接倒扣在裝有所述氣相沉積反應源的石英舟上方，相應地能夠降低反應溫度，并避免襯底發生破壞，同時縮短氣態前驅體輸運距離，因而尤其適用于高熔點的二維晶體材料晶相可控制備之類的應用場合。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種二維自組裝的M1/M2-VO₂同質結納米片的其制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將V₂O₅粉末和NaCl顆粒混合獲得氣相沉積反應源；

(2)將所述氣相沉積反應源放置于容器內，并將云母襯底倒扣在所述容器的開口處；

(3)將所述容器置于預定溫度氛圍內，使得所述V₂O₅粉末裂解為VO₂前驅體，進而所述VO₂前驅體在所述云母襯底上沉積形成二維自組裝的M1/M2-VO₂同質結納米片。