备腔体。
[0070] 进行W下步骤：
[ocm] 1.对铜（111)单晶表面处理，得到干净的金属单晶表面
[0072] 将清洗干净的单晶铜放入真空腔内，利用氮离子姗射装置对单晶铜表面进行处 理，氮离子姗射的基本真空条件为lxl(T中a,加速电压为化V，处理时间为20分钟左右。氮 离子姗射处理后的样品再在500度退火。上述方法即可处理出原子级平整的衬底表面。处 理完后的衬底表面可W用低能电子衍射W及扫描隧道显微镜进行观察。如果表面平整度或 洁净度不理想，可多次循环上述步骤。
[0073] 2.对所述处理后的铜单晶衬底进行加热
[0074] 将处理好的单晶衬底送至制样室，并缓慢加热至300度，维持约30分钟。
[0075] 3.在所述加热后的铜单晶衬底表面沉积五氯化巧分子
[0076] 前驱体五氯化巧分子在纯化后，在样品室缓慢加热至100度左右，此时样品室中 的前驱体分子为气态。通过微漏阀将前驱体分子缓慢放入真空腔室内，使制样室气压达到 1(^5帕，保持20分钟。
[0077] 4.维持铜单晶的温度
[0078] 保持衬底的温度约30分钟，即完成新型二维碳氮单晶合金材料的制备。
[0079] 5.进行扫描隧道显微镜实验
[0080] 将所述制备完成的二维碳氮单晶合金传入扫描隧道显微镜装置中，降温至液氮温 度（-193度）。通过测量，可W得到二维碳氮单晶合金原子级分辨率的扫描隧道显微镜图 像。测量由锁相放大器输出的dI、dV信号，即可得到二维碳氮单晶合金的扫描隧道谱。
[0081] 通过实施例1所述的方法制备出的二维碳氮单晶合金的扫描隧道谱如图5(a)所 示，位于-1. 2电子伏处有明显的"gap"结构，该点为狄拉克点的位置。对于此二维碳氮单 晶合金理论计算的能带如图5(b)所示，由于氮的有序惨杂，类似石墨帰能带结构中的狄拉 克点被下拉至费米面W下1. 23电子伏特的位置，与实验测得的-1. 2电子伏特处的"gap" 结构十分吻合。表明该种新型二维碳氮单晶合金材料是金属性的。根据理论计算的能带 结构和态密度，利用公式W = (/〇 (/AV 计算该种二维碳氮单晶合金的载流子浓度，为 ?^丘。 6.4Xl〇i4cnT2。其中g似是态密度，Ef和Ed分别是费米能级和狄拉克点的能量，A是计算 所选超胞的面积。
[0082] 然而，传统的氮惨杂石墨帰狄拉克点被下拉至费米面W下0.3电子伏特。根 据理想石墨帰狄拉克点附近的线性响应关系估算载流子浓度，n = I完二f，约为 5.4Xl〇i2cm-2。其中，h为普朗克常数除W23i，Vp为费米速度l〇6m/s。（参见Liuyanaiao et al.，Visualizing Individual Nitrogen Dopants in Monolayer Graphene. Science， 2011，333,999-1003.)利用该个近似关系估算该种新型二维碳氮单晶合金材料的载流子浓 度，约为IX l〇i4cnT2,与前面理论计算同一量级，远远大于传统的氮惨杂石墨帰。该也表明 所述生长的二维碳氮单晶合金可应用于高载流子浓度、高电导率（物理上高载流子浓度即 对应高电导率）、高迁移率的透明电极及相关器件。
[0083] 比较例1
[0084] 参见文献 Liuyan Zhao et al. , Visualizing Individual Nitrogen Dopants in Monolayer Graphene. Science, 2011，333,999-1003，按照^下步骤进行实验：
[0085] 1.将铜衬底在0. 055torr的氨气氛围中加热到1000度，保持10分钟；
[0086] 2.将气压为1. 9torr的甲焼、氨气和氨气的混合气体通入，加热至1000度，保持 18分钟；
[0087] 3.降至常温。
[0088] 从上述文献的结果可W看出该方法生长的样品氮惨杂浓度低化23% -0. 35% ) 且惨杂无序。由文献提供的扫描隧道显微镜图可W看出，在一定范围内大部分为石墨帰，只 有少量的亮点表示氮原子，说明该方法生长的样品氮惨杂浓度低，而且亮点的大小和分布 完全没有规律，说明该方法生长的样品氮为无序惨杂。
[008引 比较例2
[0090] 在本比较例中，前驱体材料为化巧分子，铜单晶为（111)晶面，氮离子姗射装置为 Omicron公司的ISE5Ion Source,仪器为化eatec公司的扫描隧道显微镜装置中的分子束 外延的样品制备腔体。
[00川进行W下步骤：
[009引1.对铜（111)单晶表面处理，得到干净的金属单晶表面
[0093] 将清洗干净的单晶铜放入真空腔内，利用氮离子姗射装置对单晶铜表面进行处 理，氮离子姗射的基本真空条件为lxl(T中a,加速电压为化V，处理时间为20分钟左右。氮 离子姗射处理后的样品再在500度退火。上述方法即可处理出原子级平整的衬底表面。处 理完后的衬底表面可W用低能电子衍射W及扫描隧道显微镜进行观察。如果表面平整度或 洁净度不理想，可多次循环上述步骤。
[0094] 2.对所述处理后的铜单晶衬底进行加热
[0095] 将处理好的单晶衬底送至制样室，并缓慢加热至500度左右，维持约30分钟。
[0096] 3.在所述加热后的铜单晶衬底表面沉积化巧分子
[0097] 前驱体化巧分子在纯化后，在样品室缓慢加热至100度左右，此时样品室中的前 驱体分子为气态。通过微漏阀将前驱体分子缓慢放入真空腔室内，使制样室气压达到1(T 5 帕。
[0098] 4.维持铜单晶的温度
[0099] 保持衬底的温度约20分钟。
[0100] 通过比较例2所述的方法制备出的产品的扫描隧道显微镜如图6所示，可W看出， 图像的亮暗不均匀，说明上述方案生长的氮惨杂石墨帰中氮为无序惨杂，样品中电子分布 不均匀导致了图像上亮暗的不均匀。而且图中没有出现稳定的周期结构也说明该方案生长 的氮惨杂石墨帰中氮为无序惨杂。
[0101] 实施例2
[0102] 在本实施例中，前驱体材料为五氯化巧分子，铜单晶为（111)晶面，氮离子姗射装 置为Omicron公司的ISE5Ion Source,仪器为化eatec公司的扫描隧道显微镜装置中的分 子束外延的样品制备腔体。
[0103] 进行W下步骤：
[0104] 1.对铜（111)单晶表面处理，得到干净的金属单晶表面
[0105] 将清洗干净的单晶铜放入真空腔内，利用氮离子姗射装置对单晶铜表面进行处 理，氮离子姗射的基本真空条件为lxl(T中a,加速电压为化V，处理时间为20分钟左右。氮 离子姗射处理后的样品再在500度退火。上述方法即可处理出原子级平整的衬底表面。处 理完后的衬底表面可W用低能电子衍射W及扫描隧道显微镜进行观察。如果表面平整度或 洁净度不理想，可多次循环上述步骤。
[0106] 2.对所述处理后的铜单晶衬底进行加热
[0107] 将处理好的单晶衬底送至制样室，并缓慢加热至300度左右，维持约30分钟。
[010引3.在所述加热后的铜单晶衬底表面沉积五氯化巧分子
[0109] 前驱体五氯化巧分子在纯化后，在样品室缓慢加热至100度左右，此时样品室中 的前驱体分子为气态。通过微漏阀将前驱体分子缓慢放入真空腔室内，使制样室气