(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211236203.1 (22)申请日 2022.10.10 (71)申请人 中国科学院苏州纳米技 术与纳米 仿 生研究所 地址 215123 江苏省苏州市工业园区若水 路398号 (72)发明人 张凯　李杰　张君蓉　赵新新　 张严　汪永杰　俞强　 (74)专利代理 机构 苏州三英知识产权代理有限 公司 32412 专利代理师 周仁青 (51)Int.Cl. C01B 19/02(2006.01) B82Y 30/00(2011.01) B82Y 40/00(2011.01) (54)发明名称 碲纳米带阵列及其制备方法 (57)摘要 本发明揭示了一种碲纳米带阵列及其制备 方法， 所述制备方法包括： S1、 提供管式炉， 所述 管式炉包括第一温区和第二温区； S2、 将碲源和 云母衬底分别放置于第一温区和第二温区； S3、 对管式炉进行抽真空； S4、 对管式炉进行升温、 保 温及冷却， 同时通入防氧化载气， 将第一温区中 的碲源输送至第二温区， 并沉积 于云母衬底上形 成碲纳米带阵列， 其中， 所述第一温区的最高温 度为350℃～450℃， 第二温区的最高温度为330 ℃～390℃。 本发明制备方法操作简单、 原料安 全、 设备简易、 成本较低， 制备得到的碲纳米带阵 列具有取向高度一致、 厚度及长度可控、 产量高、 纯度高、 质量 好、 表面均匀等优点。 权利要求书1页 说明书7页 附图9页 CN 115465843 A 2022.12.13 CN 115465843 A 1.一种碲纳米带阵列的制备 方法， 其特 征在于， 所述制备 方法包括： S1、 提供管式炉， 所述管式炉包括第一温区和第二温区； S2、 将碲源和云母衬底分别放置 于第一温区和第二温区； S3、 对管式炉进行抽真空； S4、 对管式炉进行升温、 保温及冷却， 同时通入防氧化载气， 将第一温区中的碲源输送 至第二温区， 并沉积于云母衬底上形成碲纳米带阵列， 其中， 所述第一温区的最高温度为 350℃～450℃， 第二温区的最高温度为3 30℃～390℃。 2.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 所述第二温区的最高温度为340℃～ 380℃。 3.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 所述第 一温区和第 二温区的升温时间 为10min～30min； 和/或， 第一温区和第二温区的保温时间为5mi n～150min； 和/或， 冷却为自然冷却， 冷却后的温度为室温。 4.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 所述碲源为碲单质或含碲的化合物， 碲单质包括碲粒、 碲粉， 含碲的化 合物包括碲化锡、 碲化铟、 碲化 镓； 和/或， 所述云母衬底为氟金云母衬底； 和/或， 所述管式炉为石英管式炉。 5.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 所述碲源放置于第一温区中心区域， 所述云母衬底放置第二温区中心区域下游10 cm～15cm处。 6.根据权利要求1所述的制备 方法， 其特 征在于， 所述 步骤S3具体为： 对管式炉进行抽真空至1Pa以下； 通入100sccm～400sccm的惰性气体对管式炉进行洗气， 去除管式炉内的氧气。 7.根据权利要求1所述的制备方法， 其特征在于， 所述步骤S4中的防氧化载气为氢气 或 惰性气体中的至少一种， 防氧化载气的气体流 量为50sccm～150sccm。 8.根据权利要求1所述的制备 方法， 其特 征在于， 所述 步骤S4后还 包括： 采用湿法转移工艺， 将云母衬底上 形成碲纳米带阵列转移至其 他衬底上。 9.一种碲纳米带阵列， 其特征在于， 所述碲纳米带阵列通过权利要求1～8中任一项所 述的制备 方法制备而得。 10.根据权利要求1所述的碲纳米带阵列， 其特征在于， 所述碲纳米带阵列为一维碲纳 米带阵列， 其取向一 致， 为60°的整数倍， 厚度为10nm～ 200nm， 长度为10 μm～15 0 μm。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115465843 A 2碲纳米带阵列及其制备方 法 技术领域 [0001]本发明属于纳米材 料制备技 术领域， 具体涉及一种碲纳米带阵列及其制备 方法。 背景技术 [0002]作为一种单元素半导体， 准一维材料碲(Te)以其具有p型载流子、 高迁移率(室温 下可达几百cm2 V‑1s‑1)、 窄带隙(～0.37eV)、 拓扑能带结构、 螺旋手 性、 电光和旋光效应以及 良好的稳定性等新 颖特性， 在微纳电子器件、 量子输运、 光电探测、 热电转换、 太赫兹探测等 领域有着广泛的应用前景和发展潜力。 由于T e独特的一 维晶体结构， 在化学合成时， 倾向于 生长得到一维的低维微纳结构。 截至到目前为止， 关于Te的纳米线、 纳米带、 纳米棒以及纳 米管等一 维微纳结构的合成， 均已经被广泛报道。 然而， 关于高质量T e纳米线或纳米带阵列 的可控生长仍旧是一个难题。 [0003]目前关于Te纳米线或纳米带阵列的生长， 主要利用的方法为水热法、 电化学沉积 法和物理气相沉积法。 主 要缺点在于： [0004]水热法操作复杂， 所有原料亚碲酸钠为剧毒物质， 合成的Te纳米线或纳米带阵列 质量较差， 且很难应用于半导体器件制备。 如2021年M.Naqi等通过水热法得到了Te纳米线 网， 但其用于场 效应晶体管的迁移率只有4.7cm2 V‑1s‑1， 且无法实现Te纳米线的定向排列 (M.Naqi et al.NPG Asia Materials,2021,13:46.https://doi.or g/10.1038/s41427 ‑ 021‑00314‑y)； [0005]电化学沉积法制备Te纳米线或纳米带阵列耗时长， 过程复杂， 且的都的Te纳米带 或纳米线长度很短， 只有几百纳米。 如2005年A.Zhao等通过电化学沉积法(A.Zhao  et  al.Ordered  tellurium  nanowire  arrays and their optical properties.Appl.Phys.A   2005,80,1725 ‑1728.DOI:10.1007/s00339 ‑003‑2452‑6)以及2015年Narinder  K等通过改 进的电化学模板法(Kumar,N.,Kumar,R.,Kumar,S.et  al.Optical  and Electrical   Studies of Verticall y Oriented  Tellurium  Nanowire  Arrays Produced  by Template   Electrodeposition.J.Electron.Mater.2015,44,2939 –2945.https://doi.org/10.1007/ s11664‑015‑3778‑5)制备了垂直基底生长的Te纳米线阵列， 并研究了其相关的晶体质量、 吸收及极化特性， 但Te纳米线的长度只有几百纳米， 无法用于电子器件的制备； [0006]物理沉积法在玻璃基底、 二氧化硅等衬底上垂直生长Te纳 米线或纳 米带阵列也被 报道， 但生长得到的纳米线长度较短(～10 μm～5 0 μm)， 直径很难保持均匀。 [0007]因此， 针对上述 技术问题， 有必要提供一种碲纳米带阵列及其制备 方法。 发明内容 [0008]有鉴于此， 本发明的目的在于提供一种碲纳米带阵列及其制 备方法， 以获得取向 一致可控、 纳米带尺寸可调、 高质量、 平行于基底的碲纳米带阵列。 [0009]为了实现上述目的， 本发明一实施例提供的技 术方案如下： [0010]一种碲纳米带阵列的制备 方法， 所述制备 方法包括：说　明　书 1/7 页 3 CN 115465843 A 3