通过薄层范德瓦耳斯材料的化学转化制备二维共价晶体
材料科学
2019-09-19 v1
摘要
大多数已研究的二维（2D）材料是通过剥离范德瓦耳斯晶体获得的。近来，制备无层状块体类似物的合成二维晶体的兴趣日益增长。这些努力主要集中于高真空中分子的表面生长。在此，我们报道一种通过范德瓦耳斯层的化学转化来制备共价固体二维晶体的方法。作为示例，我们使用通过剥离获得的二维硒化铟（InSe），并通过直接氟化将其转化为氟化铟（InF3），后者具有非层状菱方结构，因此不可能通过剥离获得。研究发现，对于薄至三层 InSe 的厚度，InSe 向 InF3 的转化是可行的，且所获稳定 InF3 层掺有硒。我们通过光学、电子输运与拉曼测量研究了这一新型二维材料，表明其为带隙 2.2 eV 的直接带隙半导体，在可见与红外光谱范围内表现出高光学透明度。我们还通过对液相剥离获得的大面积薄 InSe 层压板化学转化为 InF3 薄膜，证明了该方法的可扩展性。将可剥离薄范德瓦耳斯晶体转化为共价键合不可剥离晶体的概念，为合成种类繁多的新型原子级薄共价晶体开辟了令人振奋的前景。
引用
@article{arxiv.1908.07357,
title = {Two-dimensional covalent crystals by chemical conversion of thin van der Waals materials},
author = {Vishnu Sreepal and Mehmet Yagmurcukardes and Kalangi S. Vasu and Daniel J. Kelly and Sarah F. R. Taylor and Vasyl G. Kravets and Zakhar Kudrynskyi and Zakhar D. Kovalyuk and Amalia Patanè and Alexander N. Grigorenko and Sarah J. Haigh and Christopher Hardacre and Laurence Eaves and Hasan Sahin and Andre K. Geim and Francois M. Peeters and Rahul R. Nair},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.07357},
year = {2019}
}