[发明专利]四方相碲化亚铜及其合成方法

说明书

本发明公开了一种四方相碲化亚铜及相可控合成四方相、六方相碲化亚铜的方法。所述方法包括：提供铜源、碲粉和衬底；将所述铜源、碲粉和衬底置于化学气相沉积反应腔室中，并通入输运气体；在660～690℃的生长温度下，于所述衬底上生成四方相二维碲化亚铜；或在700～800℃的生长温度下，于所述衬底上生成六方相二维碲化亚铜。本发明提供的相可控合成四方相、六方相碲化亚铜的方法，采用化学气相沉积法通过对生长温度的调控能够调控合成物的物相，能够可控生长大尺寸的二维碲化亚铜单晶；并且该方法能够合成四方相碲化亚铜，该四方相结构为碲化亚铜的全新的原子相结构。

技术领域

本发明是关于材料领域，特别是关于一种四方相碲化亚铜及其合成方法。

背景技术

碲化亚铜是空位掺杂半导体(如铜硫族化合物)的重要成员之一，由于具有可调谐的局域表面等离子体共振而受到越来越多的关注。同时碲化亚铜常用于形成背触层，以提高薄膜太阳能电池的性能。而由于铜-碲这个材料体系为一个多相体系，目前已知有一碲化二铜(碲化亚铜)、四碲化七铜、三碲化四铜、二碲化三铜、一碲化一铜(碲化铜)、二碲化铜等等。因此，其相可控材料生长碲化亚铜是一个难题。

因此，针对现有技术的中的问题有必要提供一种合成四方相碲化亚铜的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合成四方相碲化亚铜的方法，该方法能够实现相可控合成大尺寸的四方相二维碲化亚铜单晶。

为实现上述目的，本发明供的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种合成四方相二维碲化亚铜的方法，其包括：

提供铜源、碲粉和衬底；将所述铜源、碲粉和衬底置于化学气相沉积反应腔室中，并通入输运气体；在660～690℃的生长温度下，于所述衬底上生成四方相二维碲化亚铜。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述铜源包括铜粉和卤化物的混合物或铜盐。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述卤化物包括氯化钠、氯化钾、碘化钠、碘化钾中的至少一种；所述铜盐包括硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、溴化铜和碘化铜中的至少一种。

在本发明的一个或多个实施方式中，生成所述四方相二维碲化亚铜时，在15～20min内升温至660～690℃的生长温度，并在该生长温度下保温30～60min。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述通入输运气体包括：

以600sccm的通气流量通入5～10min的输运气体，以清洗化学气相沉积反应腔室，再保持以60～100sccm的通气流量通入输运气体。

在本发明的一个或多个实施方式中，所述输运气体为氩气、氮气、氢氩混合气或氢氮混合气中的一种。

在本发明的一个或多个实施方式中，在所述化学气相沉积反应腔室中，碲粉距离铜源15～25cm且位于铜源的上游，并且所述衬底位于铜源的上方。

第二方面，本发明提供了一种四方相碲化亚铜，所述四方相碲化亚铜由铜源和碲粉通过化学气相沉积法，在660～690℃的生长温度下生成。

与现有技术相比，本发明提供的合成四方相碲化亚铜的方法，采用化学气相沉积法通过对生长温度的调控能够调控合成物的物相，能够可控生长大尺寸的四方相二维碲化亚铜单晶；并且该方法能够合成四方相二维碲化亚铜，该四方相结构为碲化亚铜全新的原子相结构。

附图说明

图1是本发明实施例1所得的四方相二维碲化亚铜的光学图；

图2是本发明实施例1所得的四方相二维碲化亚铜平面的球差电镜图；

图3是本发明实施例1所得的四方相二维碲化亚铜截面的球差电镜图；