【摘 要】
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自二维材料被成功制备以来,通过近20年的发展,二维材料已经从石墨烯(graphene)拓展到一系列二维材料,如二维六方氮化硼(h-BN)、过渡金属二硫属化合物(TMDs)、主族硫属化合物(MCs)、金属有机物框架(MOFs)以及III族、IV族、V族单元素二维材料(Xene)等等。它们各自有不同的结构和基本性质。除此之外还发现了一些十分特殊的性质,有利于未来的应用,如光电效应、超导性、拓扑性等等。
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自二维材料被成功制备以来,通过近20年的发展,二维材料已经从石墨烯(graphene)拓展到一系列二维材料,如二维六方氮化硼(h-BN)、过渡金属二硫属化合物(TMDs)、主族硫属化合物(MCs)、金属有机物框架(MOFs)以及III族、IV族、V族单元素二维材料(Xene)等等。它们各自有不同的结构和基本性质。除此之外还发现了一些十分特殊的性质,有利于未来的应用,如光电效应、超导性、拓扑性等等。利用分子束外延(MBE)设备原位生长二维材料,非常有利于生长出高质量的新二维材料,也有利于原位转移,利用如扫描隧道显微镜(STM)等原位表征测试手段获得二维材料的表面形貌以及物理性质。分子束外延法(MBE)生长材料需要选择合适的衬底,以帮助材料的生长。将二维材料与氧化物衬底结合可能会带来更加新奇的性质,因此需要实现在分子束外延腔体里利用氧化物衬底生长二维材料。为此:1.基于现有的扫描隧道显微镜-分子束外延(STM-MBE)和脉冲激光沉积-分子束外延(PLD-MBE)设备,成功设计出可用于各自分子束外延腔体传送样以及可以利用直流加热处理氧化物衬底的直流加热装置。2.利用设计的直流加热装置,成功处理了掺镅钛酸锶(Nb-SrTi03)衬底,利用直流加热装置的加热功能合理的控制了衬底的温度,在掺铌钛酸锶(Nb-SrTi03)衬底上原位生长出了二维材料,二碲化钼(MoTe2)和二硒化锡(SnSe2),并使用原位转移的手段,转移至扫描隧道显微镜(STM)测量其表面形貌、原子相以及物理性质。3.基于已有的直流加热装置,提出进一步的改进方案。利用磁力杆,实现Z轴方向的运动和绕Z轴360°的转动;对于PLD-MBE腔体中的直流加热装置,将样品板改为镂空,可实现直流加热与激光加热双重加热功能。
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