이 연구는 중국의 젊은 과학자, 국립 자연 과학 재단의 중국 (보조금 번호 51472164), A 1000 재능 프로그램에 의해 지원 되었다 * 스타 Pharos 프로그램 (그랜트 No. 152 70 00014), 그리고 고급 2d 누스 센터에서 지원 시설 재료입니다.

주의: 화학 및이 작업에 사용 되는 가스 중 일부는 독성, 발암 성, 가연성 및 폭발성입니다. 공학적 통제 (증기 두건) 및 개인 보호 장비 (안전 안경, 전문 보호 마스크, 장갑, 랩 코트, 전체 길이의 사용을 포함 한 증기 수송 증 착을 수행할 때 모든 적절 한 안전 관행을 사용 하시기 바랍니다 바지, 그리고 폐쇄 발가락 신발).
1. 자동 조정 기능 온도 컨트롤러 매개 변수
참고: SnSe 조각의 합성 하기 전에 보일 러의 난방 시스템 제조 업체의 설명서에 따라 보정을 해야 합니다.
<ol><li>가장 일반적으로 사용 온도 80% 대상 온도 설정 합니다. 여기, 560 oC h 1에 대 한 설정 하 고 보일 러 실행.</li>
	<li>온도 560 oC를 접근 하는 때, 1 키 2 s, 매개 변수 "HAL" 팝업 노트 및 언론 "집합"에 대 한 "SET" 키를 누르면 s가 다음 매개 변수를.</li>
	<li>"SET" 키를 눌러 계속 합니다. 후 "계속 = 3" 나타납니다, 그것을 2로 설정. 시스템 자동 조정 기능 Int, 프로 및 Lt, 값에 밖으로 일을 시작 하 고 시스템 3에 갈 것 이다. 자동-조정, 필요할 때 2로 설정 합니다.</li>
</ol>2. 전처리의 석 영 튜브와 세라믹 배
참고: SnSe 조각의 합성 하기 전에 청소 과정은 새로운 세라믹 보트와 새로운 석 영 튜브 필수, 높은 온도 청소용.
<ol><li>새로운 1 인치 직경 석 영 튜브 안에 새로운 세라믹 보트를 배치 합니다. 새로운 2 인치 직경 석 영 튜브와 수평 관으로 내부의 1 인치 직경 석 영 튜브를 놓습니다. 튜브의 양쪽 끝은 단단히 고정 하 고 지원 확인 하십시오.</li>
	<li>로 뚜껑 닫고 1000 oC 30 분 이상 튜브로 열.</li>
	<li>보일 러의 중앙에 온도 1000 oC 접근 때로 1000 oC 30 분 유지. 다음, 점차적으로 이동 튜브로 한쪽 끝에서 다른 세라믹 배 석 영 튜브 벽을 청소에 대 한 튜브의 전체 길이 열.</li>
	<li>이 후, 보일 러를 해제 하 여 실내 온도에 냉각 튜브로 수 있습니다. 보일 러가 실내 온도에 냉각 하 고 때로 뚜껑을 열고 새로운 세라믹 보트 및 후속 실험을 위해 사용 될 수 있는 새로운 1 인치 직경 석 영 튜브, 밖으로 데리고.</li>
</ol>3. 전처리 SiO 2 /Si 기판
<ol><li>SiO2/Si 웨이퍼 (300 nm 두꺼운 SiO2 무 겁 게도 핑된 시에)를 잘라 ( 재료의 표참조) 성장 기판으로 사용 되는 적절 한 크기 (약 1.5 c m × 2 c m)으로 다이아몬드 선 침을 사용 하 여.</li>
	<li>아세톤, 소 프로 파 놀, 그리고 물, 질소 타격 건조에 따라 SiO2/Si 기판 청소.</li>
</ol>4. 합성 대량 직사각형의 모양 SnSe 조각
<ol><li>장소 0.010 g SnSe 깨끗 한 세라믹 배에서 ( 재료의 표참조) 파우더. 세라믹 배, SnSe 분말 성장 면에 깨끗 한 SiO2/Si 기판 (약 1.5 c m × 2 c m)를 배치 합니다. 위치는 깨끗 한 1 인치 직경 석 영 튜브 내부 세라믹 보트입니다.</li>
	<li>외부에, 2-인치 직경 석 영 튜브와 수평 관으로 내부의 1 인치 직경 석 영 튜브를 놓고 세라믹 보트 튜브로가 열 영역의 상류 위치 인지 확인 합니다. 튜브의 양쪽 끝에 플랜지를 강화 하 고 2 인치 직경 석 영 튜브 물개 환기 밸브를 닫습니다.</li>
	<li>석 영 튜브, 펌프 튜브에 공기와 습기를 제거 하 ~ 1 × 10-2 mbar의 압력 튜브에 연결 하는 펌프를 켭니다. 그 압력을 달성 후 펌프를 해제 합니다.</li>
	<li>캐리어 가스 밸브, 가스 흐름을 제어 하는 가스 흐름 미터를 사용 하 여 엽니다. 40 분 (sccm) 아칸소 당 표준 입방 cm 및 10 sccm H2 (순도: 99.9%)에 석 영 튜브 대기압 달성 될 때까지. 석 영 튜브에 가스의 지속적인 흐름을 허용 하도록 환기 밸브를 엽니다.</li>
	<li>로 뚜껑 닫고 빠르게는 35 oC 당 분가 열 속도와 튜브로 열.</li>
	<li>보일 러의 중앙에 온도 700 oC를 접근 하는 때, 신속 하 게 SnSe 분말으로 중심에 위치를 튜브로 이동. SnSe 분말이 증발 할 것 이다, 그리고 SnSe 조각 대량 SiO2/Si 표면에 입금 됩니다.</li>
	<li>15 분 성장 시간 후 신속 하 게 튜브로 실내 온도에 냉각로 뚜껑을 엽니다. 한편, Ar/H2 캐리어 가스를 최대, unreacted 가스 또는 튜브에서 입자를 드라이브에 도움이 될 것입니다의 흐름을 조정 합니다. 성장 과정 완료 될 때 대량 SnSe 조각 SiO2/Si 기판의 표면에 얻을 것 이다.</li>
</ol>5. 제조 단일 레이어 사각형의 모양 SnSe 조각
<ol><li>대량으로 재배 SnSe/SiO2/Si 샘플 얼굴을 새로운 깨끗 한 세라믹 보트에 놓습니다. 위치는 새로운 깨끗 한 1 인치 직경 석 영 튜브 내부 세라믹 보트입니다.</li>
	<li>위치한 세라믹 보트 2-인치 직경 석 영 튜브, 수평 관으로 내부의 1 인치 직경 석 영 튜브를 넣어 튜브로가 열 영역의 업스트림. 튜브의 양쪽 끝에 플랜지를 강화 하 고 2 인치 직경 석 영 튜브를 봉인 하기 위해 환기 밸브를 닫습니다.</li>
	<li>석 영 튜브, 튜브에 공기와 습기를 제거 하 ~ 1 × 10-2 mbar의 압력 튜브 펌프에 연결 하는 펌프를 켭니다. 달성 한 후 펌프를 해제 합니다.</li>
	<li>가스 유량 계를 사용 하 여 가스 흐름을 제어 하는 캐리어 가스 밸브를 엽니다. 50 sccm N2 를 소개 (순도: 99.9%)에 석 영 튜브 대기압 달성 될 때까지. 석 영 튜브에 가스의 지속적인 흐름을 허용 하도록 환기 밸브를 엽니다.</li>
	<li>로 뚜껑 닫고 빠르게 700 oC에서 20 분을 튜브로 열.</li>
	<li>때로의 중심에 온도 접근 700 oC, 신속 하 게 대량 SnSe/SiO2/Si 샘플으로 중심에 위치를 튜브로 이동 합니다.</li>
	<li>700 oC 에칭 프로세스를 완료 하려면 ~ 5-20 분에 대 한에 유지 관리 합니다. 그 후, 보일 러 뚜껑 열고 신속 하 게 튜브로 실내 온도에 냉각. 한편, unreacted 가스 또는 튜브에서 입자를 드라이브에 도움이 될 것 입 최대 N2 가스의 흐름을 유지. 에칭 과정 완료 되 면 단일 레이어 직사각형 모양의 SnSe 조각 SiO2/Si 기판의 표면에 관찰. 참고: 에칭 가스 및 에칭 시간이이 과정에는 주요 제어 요소는. 에칭 메커니즘 참조 29에에서 조사, 그래서 대 한 자세한 내용은 참조 29를 참조.</li>
</ol>

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	<li>Geim, A. K., Novoselo, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Rise+of+Graphene.">The Rise of Graphene.</a> Nature Mater. 6, 183-191 (2007).</li><li>Chhowalla, M., Shin, H. S., Eda, G., Li, L. -. J., Loh, K. P., Zhang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Chemistry+of+Two-Dimensional+Layered+Transition+Metal+Dichalcogenide+Nanosheets.">The Chemistry of Two-Dimensional Layered Transition Metal Dichalcogenide Nanosheets.</a> Nat. Chem. 5, 263-275 (2013).</li><li>Zhang, W., Wang, Q., Chen, Y., Wang, Z., Wee, A. T. 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S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-Scale+Pattern+Growth+of+Graphene+Films+for+Stretchable+Transparent+Electrodes.">Large-Scale Pattern Growth of Graphene Films for Stretchable Transparent Electrodes.</a> Nature. 457, 706-710 (2009).</li><li>Shalom, M., Gimenez, S., Schipper, F., Herraiz-Cardona, I., Bisquert, J., Antonietti, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+Carbon+Nitride+Growth+on+Surfaces+for+Hydrogen+Evolution+Electrodes.">Controlled Carbon Nitride Growth on Surfaces for Hydrogen Evolution Electrodes.</a> Angew. 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C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mixed-dmensional+van+der+Waals+Heterostructures.">Mixed-dmensional van der Waals Heterostructures.</a> Nature Mater. 16, 170-181 (2017).</li><li>Late, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GaS+and+GaSe+Ultrathin+Layer+Transistors.">GaS and GaSe Ultrathin Layer Transistors.</a> Adv. Mater. 24, 3549-3554 (2012).</li><li>Klein, A., Lang, O., Schlaf, R., Pettenkofer, C., Jaegermann, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electronically+Decoupled+Films+of+InSe+Prepared+by+van+der+Waals+Epitaxy:+Localized+and+Delocalized+Valence+States.">Electronically Decoupled Films of InSe Prepared by van der Waals Epitaxy: Localized and Delocalized Valence States.</a> Phys. Rev. Lett. 80, 361-364 (1998).</li><li>Gomes, L. C., Carvalho, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phosphorene+Analogues:+Isoelectronic+Two-Dimensional+Group-IV+Monochalcogenides+with+Orthorhombic+Structure.">Phosphorene Analogues: Isoelectronic Two-Dimensional Group-IV Monochalcogenides with Orthorhombic Structure.</a> Phys. Rev. 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D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultralow+Thermal+Conductivity+and+High+Thermoelectric+Figure+of+Merit+in+SnSe+Crystals.">Ultralow Thermal Conductivity and High Thermoelectric Figure of Merit in SnSe Crystals.</a> Nature. 508, 373-377 (2014).</li><li>Zhao, L. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrahigh+Power+Factor+and+Thermoelectric+Performance+in+Hole-Doped+Single-Crystal+SnSe.">Ultrahigh Power Factor and Thermoelectric Performance in Hole-Doped Single-Crystal SnSe.</a> Science. 351, 141-144 (2016).</li><li>Bhatt, V. P., Gireesan, K., Pandya, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+and+Characterization+of+SnSe+and+SnSe2+Single+Crystals.">Growth and Characterization of SnSe and SnSe2 Single Crystals.</a> J. Cryst. Growth. 96, 649-651 (1989).</li><li>Yu, J. G., Yue, A. S., Stafsudd, O. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+and+Electronic+Properties+of+the+SnSe+Semiconductor.">Growth and Electronic Properties of the SnSe Semiconductor.</a> J. Cryst. Growth. 54, 248-252 (1981).</li><li>Zhang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tinselenidene:+a+Two-dimensional+Auxetic+Material+with+Ultralow+Lattice+Thermal+Conductivity+and+Ultrahigh+Hole+Mobility.">Tinselenidene: a Two-dimensional Auxetic Material with Ultralow Lattice Thermal Conductivity and Ultrahigh Hole Mobility.</a> Sci. Rep. 6 (1-9), (2016).</li><li>Liu, X., Li, Y., Zhou, B., Wang, X., Cartwright, A. N., Swihart, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shape-Controlled+Synthesis+of+SnE+(E=S,+Se)+Semiconductor+Nanocrystals+for+Optoelectronics.">Shape-Controlled Synthesis of SnE (E=S, Se) Semiconductor Nanocrystals for Optoelectronics.</a> Chem. Mater. 26, 3515-3521 (2014).</li><li>Franzman, M. A., Schlenker, C. W., Thompson, M. E., Brutchey, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solution-Phase+Synthesis+of+SnSe+Nanocrystals+for+Use+in+Solar+Cells.">Solution-Phase Synthesis of SnSe Nanocrystals for Use in Solar Cells.</a> J. Am. Chem. Soc. 132, 4060-4061 (2010).</li><li>Baumgardner, W. J., Choi, J. J., Lim, Y. -. F., Hanrath, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SnSe+Nanocrystals:+Synthesis,+Structure,+Optical+Properties,+and+Surface+Chemistry.">SnSe Nanocrystals: Synthesis, Structure, Optical Properties, and Surface Chemistry.</a> J. Am. Chem. Soc. 132, 9519-9521 (2010).</li><li>Boscher, N. D., Carmalt, C. J., Palgrave, R. G., Parkin, I. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atmospheric+Pressure+Chemical+Vapour+Deposition+of+SnSe+and+SnSe+2+Thin+Films+on+Glass.">Atmospheric Pressure Chemical Vapour Deposition of SnSe and SnSe 2 Thin Films on Glass.</a> Thin Solid Films. 516, 4750-4757 (2008).</li><li>Zhao, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+Synthesis+of+Single-Crystal+SnSe+Nanoplates.">Controlled Synthesis of Single-Crystal SnSe Nanoplates.</a> Nano Res. 8, 288-295 (2015).</li><li>Li, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-Layer+Single-Crystalline+SnSe+Nanosheets.">Single-Layer Single-Crystalline SnSe Nanosheets.</a> J. Am. Chem. 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공개 하는 것이 없다.

여기, 증기 수송 증 착 방법 및 질소는 대기 압력 시스템에서 기법 에칭의 조합 처음 보고 됩니다. 이 프로토콜에서 중요 한 단계는 단일 레이어 SnSe 조각 제작의 섹션입니다.
대량 샘플 높은-품질 단일 레이어 샘플 형태로 새겨져 있을 수 있습니다, 비록 대량 샘플의 두께 균일 해야 하며 대량 샘플의 분해 온도 에칭 온도 보다 높아야 한다. 결과 샘플 때문에 에칭 완전히 되 고 대부분 대량 샘플 낮은 범위 밀도가 있다.
스캐닝 터널링 현미경 (STM)의 응용 프로그램에 대 한 단일 레이어 샘플의 보험 밀도 충분 하지 않습니다. 그러나, 광전자 소자의 응용 프로그램에 대 한 보험 밀도 만족. 새로운 2D 그룹 IV monochalcogenides 자료에 관심이 최근 증가 하고있다, 우리가이 간단한 2 단계 제조 기술에 확장 될 수 있습니다 및 다른 사람 다른 대형 높은-품질의 준비에 도움이 될 것입니다 생각 ultrathin 2D 자료입니다.
장기 안정성, XRD 분석 및 SnSe 조각의 라만 특성의 조사 다른29를찾을 수 있습니다.

2 차원 (2D) 자료에 대 한 연구는 그들의 대량 대응1 우수한, 광학, 전기 및 기계적 속성을가지고 2D 자료의 가능성으로 인해 그래 핀의 성공적인 분리 이후 최근 몇 년 동안에 피어 , 2 , 3 , 4 , 5. 2D 자료 분산 감지 8,9, 표면 강화 라만 분할 하는 물, 촉매 및 전자 기기6,7, 광전자 유망한 응용 프로그램 표시 10,11, 등 2D 자료로는 피부 박피 수 있는 계층화 된 물자의 큰 가족 보기 좋은 다양성, 반도체 전이 금속 dichalcogenides (TMDs 반 금속 그래 핀에서까지 ) 검은 단 열 6 각형 붕 소 질 화물 (h-BN)을 인 (BP). 이러한 자료와 그들의 heterostructures 최근 몇 년 동안, 잘 공부 된 많은 소설 속성 및 응용 프로그램12전시 하 고 있다. 덜 공부 하는 다른, 하지만 자료는 IIIA에 계층화 된 동등 하 게 2D 약속-(가스, GaSe, 및 곤충)13,14 및 IVA 통해-16,17 가족 (릿지, GeSe, SnS)15,를 통해 있다 또한 최근 받은 관심.
SnSe는 IVA에 속한다-그룹을 통해 및 원자 pnma 공간 그룹에서 배열 하 고 phosphorene의 결정 구조 같은 계층 내에서 묶 었와 orthorhombic 구조에서 결정 한다. SnSe 0.6 eV의 밴드 갭 좁은 간격 반도체 하지만 더 잘 알려진, 더 독특한 열전 속성에 대 한 그것으로 보고 923 K18,19 에서 2.6의 매우 높은 ZT (열전 그림 실력의) 값을가지고 는 그것의 독특한 전자 구조 및 낮은 열 전도성에 기인 했다. 대량 SnSe 크리스탈 상업적으로 사용할 수 있습니다 및 알려진된 방법으로 성장 될 수 있다, 하는 동안 방법 Stockbarger 방법20 또는 화학 수증기 수송 방법 등21, 성장 하는 큰 크기의 유 전체에 몇 가지 레이어 및 단일 레이어 SnSe 기판은 더 많은 도전. 매우 지향적인된 pyrolytic 흑연 (hopg 총 현재), 운 모, SiO2, Si3N4, 유리 등의 2D 소재 성장을 지원 하기 위해 많은 기질을 확인 하 고 있습니다. 저 비 SiO2 유는 가장 일반적으로 사용 되는 기판, field-effect 트랜지스터, 제조는 유 전기 뒷문의 일환으로 봉사 수 있습니다. 그래 핀 및 TMDs와 달리 우리의 경험에서 그것은 몇 레이어 또는 단일 레이어 SnSe 조각 micromechanical 각 질 제거 방법으로 얻기 어려운 대량 SnSe는 interlayer 바인딩 에너지22 32 meV의 높은 /2, 두께에 이르게 Å 레이어, exfoliated 조각의 가장자리를 따라도. 따라서, 공부 하 고 몇 가지 레이어 및 단일 레이어 SnSe의 새로운 전자 속성, 새로운 간단 하 고 저렴 한 비용 합성 메서드 고품질 대형 단일 레이어 SnSe 절연 기판에 크리스탈을 준비 하는 필요, 특히 SnSe는 이후 위대한 약속 낮은 중간 온도 범위19에서 에너지 변환 위한 열전 응용 프로그램에 대 한 후보자로 표시.
몇몇 연구원은 고품질 SnSe 결정을 합성 하는 방법을 개발 했습니다. 리 우 외. 23 , Franzman 외. 24 SnSe 나노 양자 점, nanoplates, 단일 결정 nanosheets, nanoflowers, 및 SnCl2 와 알 킬-phosphine-셀레늄 또는 dialkyl nanopolyhedra 등 다른 형태의 합성 솔루션 단계 방법을 사용 선구자로 diselenium입니다. Baumgardner 외. 25 bis[bis(trimethylsilyl)amino]tin(II) 뜨거운 trioctylphosphine, 주입 하 여 콜 로이드 SnSe 나노 입자 합성 그리고 그들은 직경에서 4 ~ 10 nm의 나노. Boscher 외. 26 주석 사염화 비율 10 diethyl 셀 렌, 그리고 그들의 합성 보다 큰 주석 사염화 및 diethyl 셀 렌 유도체를 사용 하 여 유리 기판에 SnSe 영화를 대기압 화학 증기 증 착 기법을 사용 SnSe 영화 했다 약 100 nm 두께 모양에 실버-블랙. 조 외. 27 사용 낮은 진공 시스템에 전송 증 착을 증기와 합성 운 모 기판에 단일-크리스탈 SnSe nanoplates 1-6 µ m의 정사각형 nanoplates을 얻은. 그러나, 단일 레이어 SnSe 취득 결정 되지 않습니다 이러한 기법을 사용 하 여. 리 외. 28 성공적으로 단일 레이어 단일 크리스탈 SnSe nanosheets SnCl4 와 서구2 단계인 한 냄비 합성 방법을 사용 하 여 합성. 그러나, 그들은 했다만 약 300의 가로 크기를 얻을 수 그들의 nanosheets에 대 한 nm. 우리는 최근 우리의 방법을 높은 품질, 대형 단계 순수29는 단일 레이어 SnSe 결정 성장 출판. 이 상세한 프로토콜은 다른 대형 고급 ultrathin 2D 자료가이 방법론을 사용 하 여 성장에 새로운 실무자 수 있도록 것입니다.

<table><tbody><tr><td>SnSe powder</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>1315-06-6</td><td>(99.999%) toxic, carcinogenic</td></tr><tr><td>Ar gas</td><td></td><td></td><td>explosive</td></tr><tr><td>H2 gas</td><td></td><td></td><td>flammable, explosive</td></tr><tr><td>SiO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;/Si wafer</td><td></td><td></td><td>300 nm thick SiO2 on heavily doped Si</td></tr><tr><td>Acetone</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>67-64-1</td><td>toxic, flammable</td></tr><tr><td>Isopropanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>67-63-0</td><td>flammable</td></tr><tr><td>Quartz tube</td><td>Dongjing Quartz Company, China</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ceramic boat</td><td>Dongjing Quartz Company, China</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Optical microscope</td><td>Olympus, BX51</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Atomic force microscopy</td><td>Bruker</td><td></td><td>Using FastScan-A probe type and ScanAsyst-air</td></tr><tr><td>Scanning electron microscopy</td><td>JEOL JSM-6700F</td><td></td><td></td></tr><tr><td>transmission electron microscopy</td><td>FEI Titan</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tube furnace</td><td>MTI Corporation</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

atmospheric pressure fabrication of large-sized single-layer rectangular snse flakes

주석 셀 렌 (SnSe) phosphorene, 같은 버클 채운된 구조와 계층된 금속 칼코게나이드 물질의 가족에 속한다 고 차원 일렉트로닉스 장치에 응용 프로그램에 대 한 잠재적인 보이고 있다. SnSe 나노 합성 많은 방법은 개발 되었다, 단일 레이어 SnSe 조각 대형 조작 하는 간단한 방법은 큰 도전 남아 있다. 여기, 우리가 직접 대형 단일 레이어 사각형 SnSe 일반적으로 사용 되 SiO2/Si 기판 대기압 석 영 튜브에서 간단한 2 단계 제조 방법을 사용 하 여 절연에 부스러기를 성장 실험 방법을 보여줍니다. 로 시스템입니다. 단일 레이어 사각형 SnSe ~6.8 Å의 평균 두께를 조각 하 고 약 30 µ m × 50 µ m의 측면 크기 증기 증 착 기술과 질소 에칭 경로 전송의 조합에 의해 조작 했다. 우리는 형태학, 미세, 고 사각형 SnSe 부스러기의 전기적 특성을 특징 하 고 우수한 결정성 및 좋은 전자 속성을 획득. 2 단계 제조 방법에 대 한이 기사는 대기 압력 시스템을 사용 하 여 다른 유사한 2 차원, 대형, 단일 레이어 물질 성장 연구원을 도울 수 있다.

실험 장치, 광학 이미지, 원자 힘 현미경 (AFM) 이미지, 스캐닝 전자 현미경 (SEM) 이미지, 그리고 전송 전자 현미경 (TEM) 이미지 조작 SnSe 조각의 도식 다이어그램 그림 1에 나와 있습니다. 그림 2및 그림 3 광학 이미지는 전통적인 광학 현미경에 의해 수행 됩니다. 접 안 렌즈 렌즈는 10 배, 그리고 객 관 렌즈는 20 X, X, 50 및 100 X. 노출 시간은 약 0.3 초입니다. 얻은 광학 이미지의 해상도 1, 376 × 1, 038. 스캔 크기 1의 가로 세로비 30 µ m 이다. X 및 Y 오프셋 및 각도 모두 0으로 설정 됩니다. 스캔 속도가 512 샘플/라인 3.92 Hz입니다. 통합 이득 및 비례 이득 1.000 5.000로 각각 설정 됩니다. 진폭 기준, 드라이브 주파수 및 진폭 208.9 설정 mV, 1400.789 KHz, 85.14 mV, 각각. SEM 및 TEM 이미지 30에서 운영 하는 전자 현미경에서 수행한 kV 및 200 kV, 각각.
그림 1 선구자 SnSe 분말, 대형 직사각형 대량 SnSe 조각 대기압 석 영에서 증기 수송 증 착 기술을 통해 성장 SiO2/Si 표면에 증발의 과정을 보여 줍니다. 튜브 시스템입니다. 단일 레이어 SnSe 조각 조작, 하 우리는 질소 에칭에 대 한 인접 한 관으로 대량으로 재배 SnSe/SiO2/Si 샘플 전송. 우리가 어떤 열/화학 치료 방법을 사용 하지 않았다도 아니다 그들을 성장 과정 후 필요한 이었다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57023/57023fig1.jpg"> 그림 1: 합성. 실험 기구 및 합성의 과정을 보여주는 도식 다이어그램 대량 직사각형 SnSe 조각 및 단일 레이어 사각형 SnSe 부스러기의 제조. <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57023/57023fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
그림 2 에 광학 현미경 및 AFM 특성화로 합성 대량 및 단일 레이어 SnSe 조각의 형태학의 보여 줍니다. 우리는 대량 및 단일 레이어 SnSe 조각은 대략 직사각형 그리고 무작위로 SiO2/Si 기판에 성장 발견. 그림 2a -d 와 그림 2f-i: 우리는 단일 레이어 단일 결정 SnSe nanosheets Li 외. 여 보다 약 200 배 더 큰 크기에서 약 30 µ m × 50 µ m SnSe 조각 획득 28 그림 2e 약 54.9 ± 5.6 nm의 두께 가진 평면을 드러내는 전형적인 합성된 대량 SnSe 플레이크의 해당 선 프로 파일 AFM 이미지를 보여 줍니다. 우리는 ~6.8 ± 1.4의 두께 측정 Å 울트라 얇은 직사각형 SnSe 조각 (그림 2j), 이론적인 값18Å 5.749의 단일 레이어 SnSe의 가까이.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57023/57023fig2.jpg"> 그림 2: SnSe 조각의 이미지. 대량으로 합성 (-d) 및 단일 레이어 (f-i) 직사각형의 광학 이미지 SnSe 조각 모양. 대량 (e) 및 단일 레이어 (j) 직사각형의 전형적인 AFM 이미지 SnSe 조각 조각 가장자리의 (a)와 (f), 각각 모양. 저작권: IOP 게시 (권한이 필요한 재현). 이 수치는 장 외 에서 수정 29 <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57023/57023fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
마이크로 구조와 화학 조성으로 합성 샘플의 분석, 우리 특징 대량 및 단일 레이어 SnSe 조각 현미경과 에너지 분산 x-선 분석 (EDX). 그림 3a -b 대량 및 단일 레이어 SnSe 조각, SiO2/Si 웨이퍼의 표면에 무작위로 배포의 일반적인 SEM 이미지를 보여줍니다. 우리는 대량 및 단일 레이어 SnSe 조각은 약 직사각형 약 30 µ m × 50 µ m의 광학 현미경 이미지 (그림 2)에서 얻은 결과와 우수한 계약에서 볼 수 있습니다. EDX 스펙트럼 (그림 3c) 화학 량 론 SnSe 고 하지 SnSe2대량으로 합성 샘플에서 Sn 및 Se 1:0.92 원자 비율을 보여줍니다. 그림 3d 전송된 SnSe 파편의 전형적인 가장 이미지를 보여줍니다. 단일 레이어 SnSe 조각의 선택된 영역의 전자 회절 패턴 (저장) 명확 하 게 전시 하는 우리의 샘플 단일 크리스털을 나타내는 한 기가 대칭 회절 패턴 (그림 3e), 자연에서. 단일 레이어 SnSe 조각은 일반적으로 동쪽을 향한 [100] 비행기 방향을 따라는 저장 또한 0 kl 반사의 자리 패턴을 보여줍니다. 그림 3 층 에서 2 개의 명백한 직교 격자 변두리와 전송된 SnSe 파편의 높은 해상도 가장 (인사 편) 이미지를 표시는 평면 및 격자 간격의 약 0.30 nm. 격자 가장자리 사이의 각도 약 86.5o, 이론18동의 orthorhombic 결정 구조에 해당 하는입니다.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57023/57023fig3.jpg"> 그림 3: SEM 이미지 (a)와 EDX 스펙트럼 (c) 대량 SnSe의 조각; SEM 이미지 (b), TEM 이미지 (d), 저장 패턴 (e), 및 단일 레이어 직사각형 모양의 SnSe 조각의 고해상도 TEM 이미지 (f) 조각화, 각각. 저작권: IOP 게시 (권한이 필요한 재현). 이 수치는 장 외 에서 수정 29 <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57023/57023fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>

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Atmospheric Pressure Fabrication of Large-Sized Single-Layer Rectangular SnSe Flakes

프로토콜은 대형 단일 레이어 직사각형 모양의 SnSe는 대기압 석 영 튜브로 시스템에 저가 SiO2/Si 유 전체 웨이퍼에 부스러기를 성장 하는 2 단계 제조 기법을 보여주는 제공 됩니다.

단일 레이어 사각형 SnSe 대형 조각의 대기압 제조

Tin selenide (SnSe) belongs to the family of layered metal chalcogenide materials with a buckled structure like phosphorene, and has shown potential for ...

atmospheric-pressure-fabrication-large-sized-single-layer-rectangular

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Engineering

8.1K 조회수.  Shenzhen University. 프로토콜은 대형 단일 레이어 직사각형 모양의 SnSe는 대기압 석 영 튜브로 시스템에 저가 SiO2/Si 유 전체 웨이퍼에 부스러기를 성장 하는 2 단계 제조 기법을 보여주는 제공 됩니다.

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Origami Inspired Self-assembly of Patterned and Reconfigurable Particles

There are numerous techniques such as photolithography, electron-beam lithography and soft-lithography that can be used to precisely pattern two dimensional (2D) structures. These technologies are mature, offer high precision and many of them can be implemented in a high-throughput manner. We leverage the advantages of planar lithography and combine them with self-folding methods1-20 wherein physical forces derived from surface tension or residual stress, are used to curve or fold planar structures into three dimensional (3D) structures. In doing so, we make it possible to mass produce precisely patterned static and reconfigurable particles that are challenging to synthesize.
In this paper, we detail visualized experimental protocols to create patterned particles, notably, (a) permanently bonded, hollow, polyhedra that self-assemble and self-seal due to the minimization of surface energy of liquefied hinges21-23 and (b) grippers that self-fold due to residual stress powered hinges24,25. The specific protocol described can be used to create particles with overall sizes ranging from the micrometer to the centimeter length scales. Further, arbitrary patterns can be defined on the surfaces of the particles of importance in colloidal science, electronics, optics and medicine. More generally, the concept of self-assembling mechanically rigid particles with self-sealing hinges is applicable, with some process modifications, to the creation of particles at even smaller, 100 nm length scales22, 26 and with a range of materials including metals21, semiconductors9 and polymers27. With respect to residual stress powered actuation of reconfigurable grasping devices, our specific protocol utilizes chromium hinges of relevance to devices with sizes ranging from 100 &mu;m to 2.5 mm. However, more generally, the concept of such tether-free residual stress powered actuation can be used with alternate high-stress materials such as heteroepitaxially deposited semiconductor films5,7 to possibly create even smaller nanoscale grasping devices.

We describe experimental details of the synthesis of patterned and reconfigurable particles from two dimensional (2D) precursors. This methodology can be used to create particles in a variety of shapes including polyhedra and grasping devices at length scales ranging from the micro to centimeter scale.

종이 접기 고취 패턴 및 재구성 입자의 자기 조립

There are numerous techniques such as photolithography, electron-beam lithography and soft-lithography that can be used to precisely pattern two ...

연구

화학

Making Record-efficiency SnS Solar Cells by Thermal Evaporation and Atomic Layer Deposition

Tin sulfide (SnS) is a candidate absorber material for Earth-abundant, non-toxic solar cells. SnS offers easy phase control and rapid growth by congruent thermal evaporation, and it absorbs visible light strongly. However, for a long time the record power conversion efficiency of SnS solar cells remained below 2%. Recently we demonstrated new certified record efficiencies of 4.36% using SnS deposited by atomic layer deposition, and 3.88% using thermal evaporation. Here the fabrication procedure for these record solar cells is described, and the statistical distribution of the fabrication process is reported. The standard deviation of efficiency measured on a single substrate is typically over 0.5%. All steps including substrate selection and cleaning, Mo sputtering for the rear contact (cathode), SnS deposition, annealing, surface passivation, Zn(O,S) buffer layer selection and deposition, transparent conductor (anode) deposition, and metallization are described. On each substrate we fabricate 11 individual devices, each with active area 0.25 cm2. Further, a system for high throughput measurements of current-voltage curves under simulated solar light, and external quantum efficiency measurement with variable light bias is described. With this system we are able to measure full data sets on all 11 devices in an automated manner and in minimal time. These results illustrate the value of studying large sample sets, rather than focusing narrowly on the highest performing devices. Large data sets help us to distinguish and remedy individual loss mechanisms affecting our devices.

Tin sulfide (SnS) is a candidate material for Earth-abundant, non-toxic solar cells. Here, we demonstrate the fabrication procedure of the SnS solar cells employing atomic layer deposition, which yields 4.36% certified power conversion efficiency, and thermal evaporation which yields 3.88%.

열 증발 및 원자 층 증착에 의해 기록 효율 SNS 태양 전지 만들기

Tin sulfide (SnS) is a candidate absorber material for Earth-abundant, non-toxic solar cells. SnS offers easy phase control and rapid growth by congruent ...

공학

Ohmic Contact Fabrication Using a Focused-ion Beam Technique and Electrical Characterization for Layer Semiconductor Nanostructures

Layer semiconductors with easily processed two-dimensional (2D) structures exhibit indirect-to-direct bandgap transitions and superior transistor performance, which suggest a new direction for the development of next-generation ultrathin and flexible photonic and electronic devices. Enhanced luminescence quantum efficiency has been widely observed in these atomically thin 2D crystals. However, dimension effects beyond quantum confinement thicknesses or even at the micrometer scale are not expected and have rarely been observed. In this study, molybdenum diselenide (MoSe2) layer crystals with a thickness range of 6-2,700 nm were fabricated as two- or four-terminal devices. Ohmic contact formation was successfully achieved by the focused-ion beam (FIB) deposition method using platinum (Pt) as a contact metal. Layer crystals with various thicknesses were prepared through simple mechanical exfoliation by using dicing tape. Current-voltage curve measurements were performed to determine the conductivity value of the layer nanocrystals. In addition, high-resolution transmission electron microscopy, selected-area electron diffractometry, and energy-dispersive X-ray spectroscopy were used to characterize the interface of the metal&#8211;semiconductor contact of the FIB-fabricated MoSe2 devices. After applying the approaches, the substantial thickness-dependent electrical conductivity in a wide thickness range for the MoSe2-layer semiconductor was observed. The conductivity increased by over two orders of magnitude from 4.6 to 1,500 &#937;&#8722;1 cm&#8722;1, with a decrease in the thickness from 2,700 to 6 nm. In addition, the temperature-dependent conductivity indicated that the thin MoSe2 multilayers exhibited considerably weak semiconducting behavior with activation energies of 3.5-8.5 meV, which are considerably smaller than those (36-38 meV) of the bulk. Probable surface-dominant transport properties and the presence of a high surface electron concentration in MoSe2 are proposed. Similar results can be obtained for other layer semiconductor materials such as MoS2 and WS2.

We describe the approaches for the device fabrication and electrical characterization of molybdenum diselenide (MoSe2) layer semiconductor nanostructures with different thicknesses. In addition, the fabrication of ohmic contacts for MoSe2-layer nanocrystals by the focused-ion beam deposition method using platinum (Pt) as a contact metal is described.

오믹 접촉 제조 집중 이온 빔 기술 및 전기 특성 계층 반도체 나노 구조를 위해 사용

Layer semiconductors with easily processed two-dimensional (2D) structures exhibit indirect-to-direct bandgap transitions and superior transistor ...

Advanced Experimental Methods for Low-temperature Magnetotransport Measurement of Novel Materials

Novel electronic materials are often produced for the first time by synthesis processes that yield bulk crystals (in contrast to single crystal thin film synthesis) for the purpose of exploratory materials research. Certain materials pose a challenge wherein the traditional bulk Hall bar device fabrication method is insufficient to produce a measureable device for sample transport measurement, principally because the single crystal size is too small to attach wire leads to the sample in a Hall bar configuration. This can be, for example, because the first batch of a new material synthesized yields very small single crystals or because flakes of samples of one to very few monolayers are desired. In order to enable rapid characterization of materials that may be carried out in parallel with improvements to their growth methodology, a method of device fabrication for very small samples has been devised to permit the characterization of novel materials as soon as a preliminary batch has been produced. A slight variation of this methodology is applicable to producing devices using exfoliated samples of two-dimensional materials such as graphene, hexagonal boron nitride (hBN), and transition metal dichalcogenides (TMDs), as well as multilayer heterostructures of such materials. Here we present detailed protocols for the experimental device fabrication of fragments and flakes of novel materials with micron-sized dimensions onto substrate and subsequent measurement in a commercial superconducting magnet, dry helium close-cycle cryostat magnetotransport system at temperatures down to 0.300 K and magnetic fields up to 12 T.

We describe the methodology of mechanical exfoliation and deposition of flakes of novel materials with micron-sized dimensions onto substrate, fabrication of experimental device structures for transport experimentation, and the magnetotransport measurement in a dry helium close-cycle cryostat at temperatures down to 0.300 K and magnetic fields up to 12 T.

소설 재료의 저온 Magnetotransport 측정을위한 고급 실험 방법

Novel electronic materials are often produced for the first time by synthesis processes that yield bulk crystals (in contrast to single crystal thin film ...

Fabrication of Fully Solution Processed Inorganic Nanocrystal Photovoltaic Devices

We demonstrate a method for the preparation of fully solution processed inorganic solar cells from a spin and spray coating deposition of nanocrystal inks. For the photoactive absorber layer, colloidal CdTe and CdSe nanocrystals (3-5 nm) are synthesized using an inert hot injection technique and cleaned with precipitations to remove excess starting reagents. Similarly, gold nanocrystals (3-5 nm) are synthesized under ambient conditions and dissolved in organic solvents. In addition, precursor solutions for transparent conductive indium tin oxide (ITO) films are prepared from solutions of indium and tin salts paired with a reactive oxidizer. Layer-by-layer, these solutions are deposited onto a glass substrate following annealing (200-400 &#176;C) to build the nanocrystal solar cell (glass/ITO/CdSe/CdTe/Au). Pre-annealing ligand exchange is required for CdSe and CdTe nanocrystals where films are dipped in NH4Cl:methanol to replace long-chain native ligands with small inorganic Cl- anions. NH4Cl(s) was found to act as a catalyst for the sintering reaction (as a non-toxic alternative to the conventional CdCl2(s) treatment) leading to grain growth (136&#177;39 nm) during heating. The thickness and roughness of the prepared films are characterized with SEM and optical profilometry. FTIR is used to determine the degree of ligand exchange prior to sintering, and XRD is used to verify the crystallinity and phase of each material. UV/Vis spectra show high visible light transmission through the ITO layer and a red shift in the absorbance of the cadmium chalcogenide nanocrystals after thermal annealing. Current-voltage curves of completed devices are measured under simulated one sun illumination. Small differences in deposition techniques and reagents employed during ligand exchange have been shown to have a profound influence on the device properties. Here, we examine the effects of chemical (sintering and ligand exchange agents) and physical treatments (solution concentration, spray-pressure, annealing time and annealing temperature) on photovoltaic device performance.

This protocol describes the synthesis and solution deposition of inorganic nanocrystals layer by layer to produce thin film electronics on non-conductive surfaces. Solvent-stabilized inks can produce complete photovoltaic devices on glass substrates via spin and spray coating following post-deposition ligand exchange and sintering.

완전 해결 가공 된 무기 나노 결정 태양 광 발전 장치의 제작

We demonstrate a method for the preparation of fully solution processed inorganic solar cells from a spin and spray coating deposition of nanocrystal ...

Liquid-cell Transmission Electron Microscopy for Tracking Self-assembly of Nanoparticles

Drying a nanoparticle dispersion is a versatile way to create self-assembled structures of nanoparticles, but the mechanism of this process is not fully understood. We have traced the trajectories of individual nanoparticles using liquid-cell transmission electron microscopy (TEM) to investigate the mechanism of the assembly process. Herein, we present the protocols used for liquid-cell TEM studies of the self-assembly mechanism. First, we introduce the detailed synthetic protocols used to produce uniformly sized platinum and lead selenide nanoparticles. Next, we present the microfabrication processes used to produce liquid cells with silicon nitride or silicon windows and then describe the loading and imaging procedures of the liquid-cell TEM technique. Several notes are included to provide helpful tips for the entire process, including how to manage the fragile cell windows. The individual motions of nanoparticles tracked by liquid-cell TEM revealed that changes in the solvent boundaries caused by evaporation affected the self-assembly process of nanoparticles. The solvent boundaries drove nanoparticles to primarily form amorphous aggregates, followed by flattening of the aggregates to produce a 2-dimensional (2D) self-assembled structure. These behaviors are also observed for different nanoparticle types and different liquid-cell compositions.

Here we introduce experimental protocols for the real-time observation of a self-assembly process using liquid-cell transmission electron microscopy.

나노 입자의 자기 조립 추적에 대 한 액체 셀 전송 전자 현미경 검사 법

Drying a nanoparticle dispersion is a versatile way to create self-assembled structures of nanoparticles, but the mechanism of this process is not fully ...

Preparation of Large-area Vertical 2D Crystal Hetero-structures Through the Sulfurization of Transition Metal Films for Device Fabrication

We have demonstrated that through the sulfurization of transition metal films such as molybdenum (Mo) and tungsten (W), large-area and uniform transition metal dichalcogenides (TMDs) MoS2 and WS2 can be prepared on sapphire substrates. By controlling the metal film thicknesses, good layer number controllability, down to a single layer of TMDs, can be obtained using this growth technique. Based on the results obtained from the Mo film sulfurized under the sulfur deficient condition, there are two mechanisms of (a) planar MoS2 growth and (b) Mo oxide segregation observed during the sulfurization procedure. When the background sulfur is sufficient, planar TMD growth is the dominant growth mechanism, which will result in a uniform MoS2 film after the sulfurization procedure. If the background sulfur is deficient, Mo oxide segregation will be the dominant growth mechanism at the initial stage of the sulfurization procedure. In this case, the sample with Mo oxide clusters covered with few-layer MoS2 will be obtained. After sequential Mo deposition/sulfurization and W deposition/sulfurization procedures, vertical WS2/MoS2 hetero-structures are established using this growth technique. Raman peaks corresponding to WS2 and MoS2, respectively, and the identical layer number of the hetero-structure with the summation of individual 2D materials have confirmed the successful establishment of the vertical 2D crystal hetero-structure. After transferring the WS2/MoS2 film onto a SiO2/Si substrate with pre-patterned source/drain electrodes, a bottom-gate transistor is fabricated. Compared with the transistor with only MoS2 channels, the higher drain currents of the device with the WS2/MoS2 hetero-structure have exhibited that with the introduction of 2D crystal hetero-structures, superior device performance can be obtained. The results have revealed the potential of this growth technique for the practical application of 2D crystals.

Through the sulfurization of pre-deposited transition metals, large-area and vertical 2D crystal hetero-structures can be fabricated. The film transferring and device fabrication procedures are also demonstrated in this report.

큰 지역 수직 2D 크리스탈 Hetero-구조 장치 제조에 전이 금속 영화 Sulfurization의 준비

We have demonstrated that through the sulfurization of transition metal films such as molybdenum (Mo) and tungsten (W), large-area and uniform transition ...

Exfoliation and Analysis of Large-area, Air-Sensitive Two-Dimensional Materials

We describe methods for producing and analyzing large, thin flakes of air-sensitive two-dimensional materials. Thin flakes of layered or van der Waals crystals are produced using mechanical exfoliation, in which layers are peeled off a bulk crystal using adhesive tape. This method produces high-quality flakes, but they are often small and can be hard to find, particularly for materials with relatively high cleavage energies such as black phosphorus. By heating the substrate and the tape, two-dimensional material adhesion to the substrate is promoted, and the flake yield can be increased by up to a factor of ten. After exfoliation, it is necessary to image or otherwise analyze these flakes but some two-dimensional materials are sensitive to oxygen or water and will degrade when exposed air. We have designed and tested a hermetic transfer cell to temporarily maintain the inert environment of a glovebox so that air-sensitive flakes can be imaged and analyzed with minimal degradation. The compact design of the transfer cell is such that optical analysis of sensitive materials can be performed outside of a glovebox without specialized equipment or modifications to existing equipment.

A method for exfoliating large thin flakes of air sensitive two-dimensional materials and safely transporting them for analysis outside of a glovebox is presented.

각 질 제거 및 큰 지역의 분석 공기 과민 한 2 차원 재료

We describe methods for producing and analyzing large, thin flakes of air-sensitive two-dimensional materials. Thin flakes of layered or van der Waals ...

Fabrication of Three-Dimensional Graphene-Based Polyhedrons via Origami-Like Self-Folding

The assembly of two-dimensional (2D) graphene into three-dimensional (3D) polyhedral structures while preserving the graphene's excellent inherent properties has been of great interest for the development of novel device applications. Here, fabrication of 3D, microscale, hollow polyhedrons (cubes) consisting of a few layers of 2D graphene or graphene oxide sheets via an origami-like self-folding process is described. This method involves the use of polymer frames and hinges, and aluminum oxide/chromium protection layers that reduce tensile, spatial, and surface tension stresses on the graphene-based membranes when the 2D nets are transformed into 3D cubes. The process offers control of the size and shape of the structures as well as parallel production. In addition, this approach allows the creation of surface modifications by metal patterning on each face of the 3D cubes. Raman spectroscopy studies show the method allows the preservation of the intrinsic properties of the graphene-based membranes, demonstrating the robustness of our method.

Fabrication of Three-Dimensional Graphene-Based Polyhedrons via Origami-Like Self-Folding

Here, we present a protocol for fabrication of 3D graphene-based polyhedrons via origami-like self-folding.

3 차원 그래 핀 기반 Polyhedrons을 통해 종이 접기 같은 자체 접는의 제조

The assembly of two-dimensional (2D) graphene into three-dimensional (3D) polyhedral structures while preserving the graphene's excellent inherent ...

Consolidated SnSe 입자로부터 CdSe-SnSe 나노복합체 생산

Solution&#45;Processed, Surface&#45;Engineered, Polycrystalline CdSe&#45;SnSe Exhibiting Low Thermal Conductivity

In recent years, solution processes have gained considerable traction as a cost-effective and scalable method to produce high-performance thermoelectric materials. The process entails a series of critical steps: synthesis, purification, thermal treatments, and consolidation, each playing a pivotal role in determining performance, stability, and reproducibility. We have noticed a need for more comprehensive details for each of the described steps in most published works. Recognizing the significance of detailed synthetic protocols, we describe here the approach used to synthesize and characterize one of the highest-performing polycrystalline p-type SnSe. In particular, we report the synthesis of SnSe particles in water and the subsequent surface treatment with CdSe molecular complexes that yields CdSe-SnSe nanocomposites upon consolidation. Moreover, the surface treatment inhibits grain growth through Zenner pinning of secondary phase CdSe nanoparticles and enhances defect formation at different length scales. The enhanced complexity in the CdSe-SnSe nanocomposite microstructure with respect to SnSe promotes phonon scattering and thereby significantly reduces the thermal conductivity. Such surface engineering provides opportunities in solution processing for introducing and controlling defects, making it possible to optimize the transport properties and attain a high thermoelectric figure of merit.

저자 스포트라이트: Advancing Energy Solutions Using Nanocomposites as Processed Thermoelectric Materials (나노복합재를 가공된 열전 재료로 사용)

CdSe-SnSe nanocomposites are produced by consolidating surface-engineered SnSe particles. A simple aqueous synthesis is employed to produce SnSe particles. Coating SnSe particles with CdSe molecular complexes allows for controlling grain size and increasing the number of defects present in the nanocomposite, thus lowering the thermal conductivity.

용액 처리, 표면 공학, 낮은 열전도율을 나타내는 다결정 CdSe-SnSe

In recent years, solution processes have gained considerable traction as a cost-effective and scalable method to produce high-performance thermoelectric ...