到大面积、高质量的形状、成核位点、取向和厚度可控的二维硫族原子晶体。这种方法制备得到的二维硫族原子晶体阵列可以被转移至其它任意基底，并在光电检测等领域具有重要的潜在应用。
【附图说明】
[0036]图1为本发明提供的二维硫族材料的表面控制生长方法所采用的装置示意图。
[0037]图2为本发明提供的二维硫族材料的表面控制生长方法的实验流程图。
[0038]图3为实施例1中所用的阵列型PDMS弹性印章的光学图像。
[0039]图4为实施例1中厚度主体在2纳米至4纳米的Bi2Se3阵列的大面积光学显微镜图像。
[0040]图5为实施例1中厚度主体在2纳米至4纳米的Bi2Se3阵列的光学显微镜图像。
[0041]图6为实施例1中厚度在20纳米至300纳米的Bi2Se3阵列的光学显微镜图像。
[0042]图7为实施例1中图6中所示的Bi2Se3阵列的六边形边缘取向的统计分布图。
[0043]图8为实施例1中得到的二维In2Se3阵列的光学显微镜图像。
[0044]图9为实施例1中得到的二维Bi2Te3阵列的光学显微镜图像。
[0045]图10为实施例1中得到的二维GaSe阵列的光学显微镜图像。
[0046]图11为实施例1中得到的二维SnSe阵列的光学显微镜图像。
[0047]图12为实施例1中图5中所示的Bi2Se3阵列的原子力显微镜图像及其高度图。
[0048]图13为实施例1中对控制生长得到的二维硫族原子晶体进行转移的实验流程图。
[0049]图14为实施例1中利用图12所示方法将图6所示的Bi2Se3阵列转移至透射微栅铜网上的低分辨透射电子显微镜图像。
[0050]图15为实施例1中图14所示Bi2Se3阵列的高分辨率透射电子显微镜图像。
[0051]图16为实施例1中将In2Se3阵列转移至S1 2/Si基底上利用电子术曝光技术制作的场效应晶体管的光学显微镜图像及其在不同偏压下的转移特性曲线。
[0052]图17为用角分辨光电子能谱测定的Bi2Se3阵列能带结构图。
[0053]图18为Bi2Se3阵列的迀移率与二维载流子浓度随温度变化的关系图，内嵌图为霍尔器件的光学照片。
[0054]图19为实施例1中在有控制生长得到的In2Se3阵列的云母基底上直接利用光刻曝光技术制作的七个In2Se3并联光电器件的光学显微镜图像。
[0055]图20为实施例1中图19中2至4号器件的光电响应性能。
[0056]图21为实施例2中连续的网格状PDMS弹性印章的光学显微镜图像。
[0057]图22为实施例2中利用图21所示印章生长得到的网格状连续的Bi2Sef维晶体的光学显微镜图像。
[0058]图23为实施例2中利用图21所示印章生长得到的网格状连续的In2Sef维晶体的光学显微镜图像。
[0059]图24为实施例2中具有三角形、正方形、六边形和圆形形状的PDMS弹性印章。
[0060]图25为实施例2中利用图24所示印章生长得到的具有三角形、正方形、六边形和圆形形状的Bi2Se3:维晶体的光学显微镜图像。
[0061]图26为实施例2中利用图24所示印章生长得到的具有三角形、正方形、六边形和圆形形状的In2Sef维晶体的光学显微镜图像。
[0062]图27为实施例2中具有螺旋状结构的PDMS弹性印章的光学显微镜图像。
[0063]图28为实施例2中利用图27所示印章生长得到的具有螺旋状结构的Bi2Se3二维晶体的光学显微镜图像。
[0064]图29为实施例2中具有哑铃形状的PDMS弹性印章的光学显微镜图像。
[0065]图30为实施例2中利用图29所示印章生长得到的具有哑铃形状的Bi2Se3二维晶体的光学显微镜图像。
【具体实施方式】
[0066]下面结合具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。
[0067]下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0068]下述实施例中所用云母基底为氟金云母，购买自长春市泰元氟金云母有限公司。在使用前，均采用机械剥离的方法剥离得到厚度在20至50 μm的新鲜表面。
[0069]本发明所提供的二维硫族材料的表面控制生长方法所采用的装置示意图如图1所示。
[0070]本发明所提供的二维硫族材料的表面控制生长方法的实验流程图如图2所示。其中，编号I为弹性印章，在本案例中为PDMS弹性印章。编号2为基底，在本案例中为氟金云母基底，编号3为在基底上控制生长得到的二维硫族原子晶体材料。步骤A为将弹性印章浸泡于可挥发性溶剂中后取出，继而压印于基底上，步骤B为等待至可挥发性溶剂挥发完全，步骤C为利用经过图案化修饰的基底进行二维硫族原子晶体的物理气相沉积生长。
[0071]实施例1、二维硫族原子晶体阵列的可控制备
[0072]I)将如图3所示的阵列型PDMS弹性印章浸泡于乙醇液体中，PDMS寡聚物溶出形成墨水，随后直接压印于新鲜剥离的厚度为2_的氟金云母基底表面。通过加热或者真空抽干处理使乙醇挥发完全，得到经过图案化修饰的氟金云母基底。
[0073]2)将源(硫族材料In2Se3、Bi2Se3、SnSe或GaSe)研磨成粉末后放在半圆形石英舟中，置于石英管中央，将I)所得图案化修饰的氟金云母基底置于气流方向下游距源7至16厘米处的石英管中，使步骤I)所得图案化修饰的氟金云母基底的沉积温度比硫族材料的沉积温度低50-250°C，将石英管中央与管式炉中央对齐，接入图1所示的装置体系中。
[0074]启动真空机械泵，待体系压力降至0.13千帕以下后，关闭真空机械泵，通入高纯氩气至大气压后关闭氩气进气阀，开启真空机械泵，反复此过程3-5次对装置体系进行清洗。
[0075]随后，通入一定流量的高纯氩气，其流量一般在20至1000标准立方厘米每分钟。同时控制体系的压强为一定值，一般在1.3千帕至27千帕之间。
[0076]随后控制管式炉升温至一定温度，保温2分钟到10小时进行物理气相沉积，沉积完毕后自然冷却至室温，即得到本发明提供的相应硫族材料的二维硫族晶体。
[0077]以下如非特别指出，高纯氩气流量均为200立方厘米每分钟，体系压强均为6.7千帕。
[0078]图4和图5是在450摄氏度到500摄氏度进行2至60分钟生长得到的厚度主体在2至4纳米的Bi2Se3阵列的光学显微镜图像。其中图4为大面积光学显微镜图像，说明该方法可以实现大面积的定点生长。
[0079]图6是在500至550摄氏度进行2至60分钟生长或者在480到510摄氏度进行60分钟到10小时生长得到的厚度在20纳米至300纳米的Bi2Se3阵列的光学显微镜图像。
[0080]图7是图6中所示的8125%阵列的六边形边缘取向的统计分布图，说明我们实现了对二维硫族原子晶体的取向的控制。
[0081]本发明具有普适性，能够用于各类硫族化合物的定点生长。
[0082]图8是在650摄氏度到750摄氏度进行5分钟至2小时生长得到的二维In2Se^列的光学显微镜图像。高纯氩气流量为100标准立方厘米每分钟，体系压强均为2.7千帕。
[0083]图9是在450摄氏度到500摄氏度进行5分钟至2小时生长得到的Bi2Te3阵列的光学显微镜图像。
[0084]图10是在750摄氏度到850摄氏度进行5分钟至2小时生长得