一種硒化鎵二維材料單晶塊材的生長方法
【專利摘要】本發明提供了一種硒化鎵二維材料單晶塊材的生長方法，通過以純硒粉和純鎵粉為原材料，在高溫下進行化學反應得到多晶硒化鎵材料。將硒化鎵多晶放入三溫區爐中通過布里奇曼法生長出硒化鎵結晶后，再通過沿硒化鎵自然解理層切割獲得硒化鎵二維材料單晶塊材。
【專利說明】
一種砸化鎵二維材料單晶塊材的生長方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種砸化鎵二維材料單晶塊材的生長方法。
【背景技術】
[0002]砸化鎵(GaSe)是一種暗棕色閃光的片狀晶體，其作為二維原子晶體材料家族的重要成員，砸化鎵具有不同于傳統二維材料的結構和性質:砸化鎵和硫化鎵一樣是層狀結構半導體，并且隨著溫度的降低，砸化鎵光電效應最大值向短波方向移動。砸化鎵晶體的透光波段為0.62-20um，并且在這個波段內吸收率極低，因此是一種性能優良的適用于應用在紅外非線性光學晶體，能夠實現紅外、遠紅外甚至太赫茲波段的頻率轉換。但砸化鎵二維材料單晶晶體的生長難度較大，國內外尚未有成功生長出大尺寸砸化鎵二維材料單晶塊材的文章或報道，因此生長出高質量的砸化鎵二維材料單晶塊材有很高的科研價值。

【發明內容】

[0003]為了獲得在實驗中所需要使用的高質量砸化鎵二維材料單晶塊材，本發明提供了一種砸化鎵二維材料單晶塊材的生長方法。
[0004]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:取一定比例的稍微過量約2%?4%(wt%)的粉末狀砸與適量的粉末狀鎵混合放入石英管中并抽真空，在800°C下保溫一至兩天，再將裝有砸化鎵的石英管裝入豎直放置的三溫區爐中，通過布里奇曼法生長出砸化鎵結晶。再通過沿砸化鎵自然解理層切割獲得砸化鎵二維材料單晶塊材。
[0005]本發明的有益效果是:可以快速生長出純度高、缺陷少、解理成度高的高品質砸化鎵二維材料單晶塊材。
[0006]【具體實施方式】:
實施例一:
1.稱取粉末狀鎵0.469g和過量2%的粉末狀砸0.542g，倒入內徑13mm、長約15cm的一段石英管中，并兩頭密封。
[0007]2.將密封好的石英管放置在箱式爐中，I小時升溫至300攝氏度，再6小時升溫至1000攝氏度，并維持箱式爐爐中溫度為1000攝氏度，恒溫24小時后，12小時降至常溫。
[0008]3.取出裝有砸化鎵多晶樣品的是石英管，放入豎直放置的三溫區爐中，設置爐體上部為高溫區990°C，中間溫區為中溫區965°C，下部為低溫區940°C，將裝有多晶的一端與高溫區熱電偶齊平，并開啟三溫區爐12小時升溫至設定溫度后恒溫24小時。
[0009]4.以Imm/小時的速度下降石英管，待石英管裝有砸化鎵多晶的部分全部通過低溫區時，停止裝有樣品的石英管的下降。
[0010]5.三個溫爐的三個溫區同時24小時緩慢降溫至室溫，并取出制得的塊狀晶體。
[0011 ] 6.通過沿砸化鎵自然解理層切割，獲得砸化鎵二維材料單晶塊材。
[0012]實施例二:
1.稱取粉末狀鎵0.469g和過量4%的粉末狀砸0.552g，倒入內徑13mm、長約20cm的一段石英管中，并兩頭密封。
[0013]2.將密封好的石英管放置在箱式爐中，I小時升溫至250攝氏度，再6小時升溫至980攝氏度，并維持箱式爐爐中溫度為980攝氏度，恒溫24小時后，12小時降至常溫。
[0014]3.取出裝有砸化鎵多晶樣品的是石英管，放入豎直放置的三溫區爐中，設置爐體上部為高溫區970°C，中間溫區為中溫區960°C，下部為低溫區950°C，將裝有多晶的一端與高溫區熱電偶齊平，并開啟三溫區爐12小時升溫至設定溫度后恒溫24小時。
[0015]4.以2_/小時的速度下降石英管，待石英管裝有砸化鎵多晶的部分全部通過低溫區時，停止裝有樣品的石英管的下降。
[0016]5.三個溫爐的三個溫區同時24小時緩慢降溫至室溫，并取出制得的塊狀晶體。
[0017]6.通過沿砸化鎵自然解理層切割，獲得砸化鎵二維材料單晶塊材。
【主權項】
1.一種砸化鎵二維材料單晶塊材的生長方法，其特征在于以稍過量的純砸粉和純鎵粉為原材料，合成砸化鎵多晶后，通過布里奇曼法生長出砸化鎵結晶后，再通過沿砸化鎵自然解理層切割獲得砸化鎵二維材料單晶塊材。2.根據權利要求1所述的通過一種砸化鎵二維材料單晶塊材的生長方法，其特征是將過量2%?4%(wt%)的純砸粉與純鎵粉混合后，合成砸化鎵多晶。3.根據權利要求1所述的通過一種砸化鎵二維材料單晶塊材的生長方法，其特征是在布里奇曼法生長出砸化鎵結晶時，高溫區溫度為980?1000攝氏度，低溫區為940?950攝氏度，中溫區溫度取高溫區和低溫區設定溫度的中間值。
【文檔編號】C30B29/60GK105926032SQ201610491437
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月29日
【發明人】邱俊
【申請人】南京安京太赫光電技術有限公司