通过范德瓦尔斯外延技术制备多层A17黑锑烯

《ACS Nano》：Multilayer A17 Black Antimonene via van der Waals Epitaxy

黑磷类似物A17相黑锑烯通过介电调控范德华异质外延生长技术制备出超过10微米长度的矩形纳米片，最多16层堆积且具有AB堆叠结构。研究表明其室温下载流子迁移率达170 cm2/V·s，低温10K时提升至287 cm2/V·s，拉曼光谱和结构稳定性测试证实材料在空气中保存3周性能稳定。该成果为研究单层/少层黑锑烯的奇异电子特性提供了新平台。

　　

在类似黑磷的A17相中，亚稳态层状锑表现出良好的电子特性，这归因于明显的自旋-轨道耦合效应以及较弱的声子散射。然而，由于晶体尺寸不足，电荷传输特性研究受到了严重限制。本文报道了通过介电作用实现的多层A17黑锑烯的范德瓦尔斯外延生长技术，所得纳米片长度超过10微米，并且在堆叠多达16层时仍保持层间相稳定性。结构分析表明，单层形成时倾向于形成之字形或对角线边缘结构，多层结构则采用AB型堆叠方式。研究还解析了角度依赖的拉曼振动特征，通过这些特征可以确定晶体的之字形取向。通过拉曼光谱验证了该材料在空气中长达3周的结构稳定性。在之字形方向上，室温下的p型载流子迁移率为170 cm²·V^–1·s^–1，10 K时的迁移率为287 cm²·V^–1·s^–1，这些结果通过背栅场效应器件得到了进一步证实。由于多层A17黑锑烯具有较高的载流子迁移率，这项工作为研究单层及少层A17黑锑烯的奇异电子特性提供了一个实验平台。