[发明专利]一种制备二维磁性材料铬基硫族化物及其异质结的方法

权利要求书

1.一种制备二维磁性材料铬基硫族化物及其异质结的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：准备第一石英管，分别称量Te粉末、助溶剂和CrCl₂的混合粉末置于上游温区和下游温区中心的石英舟中，并将生长衬底横跨在石英舟上；

S2：对第一石英管进行三次真空处理，通入一段时间保护气体，待排尽空气后，调节流量计使得流量稳定后设置温度曲线，打开开关对两个温区进行加热，保持一定生长时间后降温得到三角形二维碲化铬；

S3：准备第二石英管，称量WSe₂粉末置于温区中心的石英舟中，并将生长衬底横跨在石英舟上；

S4：对第二石英管进行三次真空处理，通入一段时间保护气体，待排尽空气后，调节流量计使得流量稳定后设置温度曲线，保持一定生长时间后自然降温得到二维WSe₂；

S5：将步骤S4中所得的二维WSe₂作为新的衬底，重复步骤S1、S2；

S6：降温后得到在二维WSe₂衬底上生长的CrTe-WSe₂异质结。

2.根据权利要求1所述的制备二维磁性材料铬基硫族化物及其异质结的方法，其特征在于，所述步骤S1中，Te粉末：CrCl₂质量在1：50-1：150之间，助溶剂为NaCl，质量为CrCl₂质量的50wt％。

3.根据权利要求1-2任一项所述的制备二维磁性材料铬基硫族化物及其异质结的方法，其特征在于，所述步骤S1中，生长衬底为15×15×0.2mm的云母和300nm热氧化层的单晶硅片SiO₂/Si，横跨倒放在离CrCl₂粉末下游0-4.5cm处。

4.根据权利要求1所述的制备二维磁性材料铬基硫族化物及其异质结的方法，其特征在于，步骤S2中，Te粉的蒸发温度为500℃，CrCl₂粉末的蒸发温度为700-780℃，升温时间为30min，保温时间为5-15min。

5.根据权利要求1或4所述的制备二维磁性材料铬基硫族化物及其异质结的方法，其特征在于，步骤S2中，通入的保护气体为5％的Ar/H₂混合气，流量为120sccm，其中氢气会与CrCl₂中的Cl元素结合生成HCl气体，使Te元素更容易与Cr元素结合形成CrTe。

6.根据权利要求1所述的制备二维磁性材料铬基硫族化物及其异质结的方法，其特征在于，步骤S3中，WSe₂粉末质量在0.1-0.2g之间。

7.根据权利要求1或6所述的制备二维磁性材料铬基硫族化物及其异质结的方法，其特征在于，步骤S3中，生长衬底为具有300nm热氧化层的单晶硅片SiO₂/Si，横跨正放在离WSe₂粉末下游16cm处。

8.根据权利要求1所述的制备二维磁性材料铬基硫族化物及其异质结的方法，其特征在于，步骤S4中的保护气体为氩气，流量为100-200sccm。

9.根据权利要求1或8所述的制备二维磁性材料铬基硫族化物及其异质结的方法，其特征在于，步骤S4中，WSe₂的蒸发温区的温度为1150-1250℃，升温时间为60min，生长时间为10-30min。

10.根据权利要求1、2、4、6、8任一项所述的制备二维磁性材料铬基硫族化物及其异质结的方法，其特征在于，步骤S2和步骤S6中的降温方式为打开管式炉盖子直接降温。