[發(fā)明專利]一種Bi4

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110708350.3
• 申請(qǐng)日: 2021-06-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113445124B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張旭;肖文德;彭祥麟;董旭;李驥;韓俊峰;姚裕貴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C30B29/12
• 分類號(hào): C30B29/12;C30B23/02;C30B33/02
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 楊志兵

1.一種Bi₄Br₄薄膜的制備方法，其特征在于：所述方法步驟如下：

（1）將真空外延生長(zhǎng)裝置的真空度抽至1.0×10^-7Pa以下，待真空度數(shù)值穩(wěn)定后，將基底置于真空外延生長(zhǎng)裝置中，采用分子束外延生長(zhǎng)技術(shù)，在室溫條件下，采用Bi源在基底上生長(zhǎng)Bi薄膜；

所述基底為過(guò)渡金屬硫族化合物單晶（001）解理面或者HOPG（0001）解理面；

所述Bi源為金屬鉍；

Bi源的蒸發(fā)溫度為560 ℃~570 ℃；

Bi源的蒸發(fā)速率大于0 ?/min且小于等于1.05 ?/min；

（2）將BiBr₃采用高溫裂解的方式在Bi薄膜的表面上沉積Bi和Br，具體為：BiBr₃在溫度為55 ℃ ~ 70 ℃進(jìn)行蒸發(fā)；用裂解絲對(duì)蒸發(fā)后的BiBr₃進(jìn)行高溫裂解，裂解溫度為800 ℃~ 900 ℃，得到Bi和Br；然后在基底上的Bi薄膜表面沉積Bi和Br，基底的溫度為室溫；當(dāng)沉積在Bi薄膜表面上的薄膜的厚度是Bi薄膜厚度的4 ~ 5倍時(shí)，沉積結(jié)束；

當(dāng)基底為HOPG（0001）解理面時(shí)，基底上的薄膜為Bi₄Br₄薄膜；

當(dāng)基底為過(guò)渡金屬硫族化合物單晶（001）解理面時(shí)，基底上的薄膜為BiBr薄膜，將BiBr薄膜在120 ℃~160 ℃的溫度下退火20 min，得到Bi₄Br₄薄膜，所述薄膜為α相Bi₄Br₄。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Bi₄Br₄薄膜的制備方法，其特征在于：所述薄膜的厚度大于0且小于等于20 nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種Bi₄Br₄薄膜的制備方法，其特征在于：當(dāng)基底為過(guò)渡金屬硫族化合物單晶（001）解理面時(shí)，基底上的薄膜為BiBr薄膜，將BiBr薄膜在120 ℃~130 ℃的溫度下退火20 min，得到Bi₄Br₄薄膜。

4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的一種Bi₄Br₄薄膜的制備方法，其特征在于：所述過(guò)渡金屬硫族化合物單晶為硒化鈦單晶或硒化鈮單晶。

5.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的一種Bi₄Br₄薄膜的制備方法，其特征在于：Bi源的蒸發(fā)速率為0.95 ?/min ~ 1.05 ?/min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的一種Bi₄Br₄薄膜的制備方法，其特征在于：BiBr₃在溫度為60 ℃ ~ 65 ℃進(jìn)行蒸發(fā)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的一種Bi₄Br₄薄膜的制備方法，其特征在于：用裂解絲對(duì)蒸發(fā)后的BiBr₃進(jìn)行高溫裂解，裂解溫度為850 ℃ ~ 860 ℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的一種Bi₄Br₄薄膜的制備方法，其特征在于：當(dāng)沉積在Bi薄膜表面上的薄膜的厚度是Bi薄膜厚度的4倍時(shí)，沉積結(jié)束。

9.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的一種Bi₄Br₄薄膜的制備方法，其特征在于：所述過(guò)渡金屬硫族化合物單晶為硒化鈦單晶或硒化鈮單晶；

Bi源的蒸發(fā)速率為0.95 ?/min ~ 1.05 ?/min；

BiBr₃在溫度為60 ℃ ~ 65 ℃進(jìn)行蒸發(fā)；

用裂解絲對(duì)蒸發(fā)后的BiBr₃進(jìn)行高溫裂解，裂解溫度為850 ℃ ~ 860 ℃；

當(dāng)沉積在Bi薄膜表面上的薄膜的厚度是Bi薄膜厚度的4倍時(shí)，沉積結(jié)束。