[发明专利]一种二维硅烯薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种气态硅源生长二维硅烯薄膜的方法，其特征在于，采用化学气相沉积或物理气相沉积技术将硅原子基团从气态硅源中释放在催化层上形成硅烯薄膜；所述催化层厚度为25nm至25mm之间，催化层温度控制在20℃～1600℃之间。

2.如权利要求1所述的气态硅源生长二维硅烯薄膜的方法，其特征在于，所述的化学气相沉积技术为热化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、微波等离子体化学气相沉积、气溶胶辅助化学气相沉积、电感耦合等离子体化学气相沉积中的任意一种或二种以上的组合。

3.如权利要求1所述的气态硅源生长二维硅烯薄膜的方法，其特征在于，所述的物理气相沉积技术为离子束沉积、电子束沉积、激光沉积、红外线加热沉积、溅射、热蒸镀、分子束沉积中的任意一种或二种以上的组合。

4.如权利要求1所述的气态硅源生长二维硅烯薄膜的方法，其特征在于，所述的催化层材料包括Ag、Au、Al、Zn、Ga、In、Sn、Sb、Bi、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zr、Mo、Ru、Pd、Ta、W、Re、Pt、Mg、ZrB₂、SiC、SiO₂、BN、Si₃N₄、HfO₂、Al₂O₃、MgO中的一种或两种以上的组合。

5.如权利要求1所述的气态硅源生长二维硅烯薄膜的方法，其特征在于，所述的气态硅源是指具有1至6个硅原子的气态化合物。

6.如权利要求5所述的气态硅源生长二维硅烯薄膜的方法，其特征在于，所述的气态硅源为硅烷烃、环硅烷烃、四卤化硅、二氯硅烷或三氯硅烷。

7.如权利要求1所述的气态硅源生长二维硅烯薄膜的方法，其特征在于，形成硅烯薄膜过程中还包括对硅烯薄膜进行掺杂，掺杂的原子包括B、P、As、Ga、Al、Sb中的一种或两种以上的组合。

8.如权利要求1所述的气态硅源生长二维硅烯薄膜的方法，其特征在于，还包括在制备硅烯薄膜后，利用酸或碱溶液处理催化层将硅烯薄膜与催化层分离。

9.一种如权利要求1～8任一所述的固态硅源生长二维硅烯薄膜的方法制备的硅烯薄膜，其特征在于，所述的硅烯薄膜由1～200层的硅烯单元层组成。

10.如权利要求9所述的硅烯薄膜，其特征在于，所述硅烯单元层为由三个、四个、五个、六个或七个硅原子为其重复单元并通过共价键形成的二维层状薄膜。