气相传输法制备大尺寸单晶Bi2Se3纳米片、纳米带

无机材料学报, 2014, 29(11): 1199-1203. doi: 10.15541/jim20140087

气相传输法制备大尺寸单晶Bi2Se3纳米片、纳米带

李小帅 ^1, , 王增梅 ^2, , 朱鸣芳 ^3, , 王善朋 ^4, , 陶绪堂 ^5, , 陆骏 ^6, , 陈兴涛 ^7, , 徐佳乐 ^8,

1.东南大学江苏省土木工程材料重点实验室,南京211189

2.东南大学江苏省土木工程材料重点实验室,南京211189;山东大学晶体材料国家重点实验室,济南250100

3.东南大学江苏省先进金属材料高技术研究重点实验室,南京211189

4.山东大学晶体材料国家重点实验室,济南250100

5.山东大学晶体材料国家重点实验室,济南250100

6.东南大学江苏省土木工程材料重点实验室,南京211189

7.东南大学江苏省土木工程材料重点实验室,南京211189

8.东南大学江苏省土木工程材料重点实验室,南京211189

基金项目: 国家自然科学基金(51002029) 山东大学晶体材料国家重点实验室开放课题(KF1107) Natural Science Foundation of China(51002029) Opening project for State Key Laboratory of Crystal Materials,Shandong University,China(KF1107)

关键词：气相传输法 , Bi2Se3纳米片 , Bi2Se3纳米带

Synthesis of Jumbo-size Single Crystalline Bi2Se3 Nanoplates and Nanoribbons by Vapor Transportation

Keywords： vapor transportation , Bi2Se3 nanoplates , Bi2Se3 nanoribbons

低维Bi2Se3纳米材料是最新研究发现的一种新型三维拓扑绝缘体材料,在微电子器件和传感器领域具有广阔的应用前景.本研究采用气相传输法在真空石英管中合成了大尺寸单晶Bi2Se3纳米片、纳米带.通过XRD、EDS、Raman、SEM等手段对Bi2Se3纳米片、纳米带的物相结构、组成、表面形貌等进行表征.测试结果表明:气相传输法合成的单晶Bi2Se3纳米片、纳米带相纯度高,结晶性能好,均是{001}取向;Bi2Se3纳米片水平尺寸大,约为15～180 μm; Bi2Se3纳米带长度达860 μm,宽度约5μm.根据不同温度下制备的Bi2Se3纳米片、纳米带SEM照片及其不同方向结合能的差异,分析了其可能的生长机制:在较高温度下沿＜001＞和＜1010＞方向生长速度快,生成大尺寸单晶Bi2Se3纳米片;在较低温度下,沿＜1120＞方向生长速度快,生成大尺寸单晶Bi2Se3纳米带.这些研究结果完善了大尺寸Bi2Se3纳米材料的制备工艺,有望在微电子器件领域得到商业化应用.

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