一种二维FexGaTe(x=2-5)磁性晶体的制备方法

本发明属于层状磁性纳米材料制备的,涉及一种二维fexgate(x＝2-5)磁性晶体的制备方法。

背景技术：

1、自从石墨烯被发现后，二维层状材料由于其新颖的物理性质及化学性质受到人们广泛的关注。二维层状材料被认为可以取代块体材料使电子器件的发展满足摩尔定律。其在二维层状基自旋电子器件中具有潜在的应用价值。最近，二维层状磁性晶体，如cri3、fe3gete2、cr2ge2te6等，被已经被广泛地研究，但是上述材料居里温度温度都低于室温限制了其在工业中的应用。二维层状fe3gate2磁性晶体由于其居里温度在室温以上的性质而引起人们的研究兴趣。现在二维层状fe3gate2磁性晶体主要通过化学气相输运方法进行生长制备，这种方法耗时比较长而且需要机械剥离获得厚度较薄晶体的横向尺寸较小(并且厚度无法控制)。因此，为了获得厚度可控的二维层状fe3gate2磁性晶体是当今研究的热点问题之一。目前为止，相关研究较少。本发明利用化学气相沉积技术生长制备了厚度可控的二维层状fe3gate2磁性晶体的技术难题。所生长制备的样品在自旋电子学器件、光催化等领域具有巨大的应用前景。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中制备二维层状fe3gate2磁性晶体的方法耗时长，厚度无法控制且横向尺寸较小的问题，本发明提供了一种二维fexgate(x＝2-5)磁性晶体的制备方法。

2、该二维fexgate(x＝2-5)磁性晶体的制备方法包括以下步骤：

3、fe源置于第一刚玉舟内设置在多温区管式炉的第一温区，ga源和te源置于第二刚玉舟内设置在多温区管式炉的第二温区，在位于所述第二温区的基底上通过化学气相沉积法制备所述二维fexgate(x＝2-5)磁性晶体，

4、其中，反应过程中，所述第一温区的温度为400～700℃；

5、所述第二温区的温度为500～900℃；

6、所述多温区管式炉内的气体压强为10～100kpa。

7、进一步地，反应前，所述多温区管式炉通入载气和还原气体，载气的流量为50～700sccm，还原气体的流量为10～100sccm。

8、进一步地，所述ga源和所述te源中掺有金属盐，所述金属盐选自nacl、kcl和mncl3中的一种或多种。

9、进一步地，所述fe源选自无水fecl2、fecl3、febr2和febr3中的一种或多种。

10、进一步地，所述ga源和所述te源均选自gate。

11、进一步地，所述基底选自云母、si/sio2、蓝宝石或氧化钛。

12、进一步地，所述多温区管式炉从室温升温到反应温度的时间为20-60分钟，反应时间为10-80分钟。

13、进一步地，在加热之前，使用氩气对所述多温区管式炉进行清洗。

14、根据上述的技术方案，本发明可以取得的技术效果如下：

15、本发明开发了化学气相沉积方法一步法合成层数可控的居里温度在室温以上的二维fexgate2(x＝2-5)磁性晶体，合成时间在2小时以内。此技术具有耗时短、操作简单、厚度可控等优点。此外，使用的化学试剂为fecl2、fecl3、febr2、febr3、gate、nacl、kcl、mncl3等，成本低廉，合成温度低。

技术特征：

1.一种二维fexgate(x＝2-5)磁性晶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的二维fexgate(x＝2-5)磁性晶体的制备方法，其特征在于，反应前，所述多温区管式炉通入载气和还原气体，载气的流量为50～700sccm，还原气体的流量为10～100sccm。

3.如权利要求1所述的二维fexgate(x＝2-5)磁性晶体的制备方法，其特征在于，所述ga源和所述te源中掺有金属盐，所述金属盐选自nacl、kcl和mncl3中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的二维fexgate(x＝2-5)磁性晶体的制备方法，其特征在于，所述fe源选自无水fecl2、fecl3、febr2和febr3中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的二维fexgate(x＝2-5)磁性晶体的制备方法，其特征在于，所述ga源和所述te源均选自gate。

6.如权利要求1所述的二维fexgate(x＝2-5)磁性晶体的制备方法，其特征在于，所述基底选自云母、si/sio2、蓝宝石或氧化钛。

7.如权利要求1所述的二维fexgate(x＝2-5)磁性晶体的制备方法，其特征在于，所述多温区管式炉从室温升温到反应温度的时间为20-60分钟，反应时间为10-80分钟。

8.如权利要求1所述的二维fexgate(x＝2-5)磁性晶体的制备方法，其特征在于，在加热之前，使用氩气对所述多温区管式炉进行清洗。

技术总结
本发明属于层状磁性纳米材料制备的技术领域,提供了一种二维Fe<subgt;x</subgt;GaTe(x＝2‑5)磁性晶体的制备方法，该方法包括以下步骤：Fe源置于第一刚玉舟内设置在多温区管式炉的第一温区，Ga源和Te源置于第二刚玉舟内设置在多温区管式炉的第二温区，在位于所述第二温区的基底上通过化学气相沉积法制备所述二维Fe<subgt;x</subgt;GaTe(x＝2‑5)磁性晶体，其中，反应过程中，所述第一温区的温度为400～700℃；所述第二温区的温度为500～900℃；所述多温区管式炉内的气体压强为10～100kPa。本发明开发了化学气相沉积方法一步法合成层数可控的居里温度在室温以上的二维FexGaTe<subgt;2</subgt;(x＝2‑5)磁性晶体，合成时间在2小时以内。此技术具有耗时短、操作简单、厚度可控等优点。

技术研发人员：向建勇,杜运来,牟从普,温福昇,柳忠元,翟昆,薛天宇,王博翀
受保护的技术使用者：燕山大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16