非化学计量溶液区熔法生长大尺寸InSe晶体及表征（英文）

作     者：金敏 马玉鹏 魏天然 林思琪 白旭东 史迅 刘学超 

作者机构：上海交通大学材料科学与工程学院 乌镇实验室 上海电机学院材料学院 中国科学院上海硅酸盐研究所 

出 版 物：《无机材料学报》 (Journal of Inorganic Materials)

年 卷 期：2024年

页      面：1-7页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：National Natural Science Foundation of China (52272006, 52371193, 52001231) Shanghai Academic/Technology Research Leader (23XD1421200) Oriental Scholars of Shanghai Universities (TP2022122) Space Application System of China Manned Space Program Shanghai Rising-star Program (23QA1403900) Chenguang Program supported by Shanghai Education Development Foundation&Shanghai Municipal Education Commission Open Research Fund of Key Laboratory of Polar Materials and Devices Ministry of Education 

主　　题：InSe晶体 区熔法 非化学计量 电导率 热导率 

摘      要：硒化铟(InSe)是一种具有奇异物理性能的Ⅲ-Ⅵ族半导体材料,在光伏、光学、热电等领域有着广泛的应用潜力。由于InSe的非一致熔融特性及InSe、In6Se7和In4Se3之间复杂的包晶反应,制备大尺寸InSe晶体十分困难。本研究采用区熔法制备了InSe晶体,该方法具有成本低、固液界面优化等优点。基于In-Se体系的包晶反应,发现In与Se的初始物质的量比对InSe晶体生长非常重要,本工作使用精确非化学计量的In0.52Se0.48溶液生长晶体,使InSe晶体的获得率达到83%左右。实验最终获得了Φ27 mm×130 mm的晶棒,并成功剥离出尺寸Φ27 mm×50 mm的片状InSe单晶,XRD图谱中检测到(00l)衍射峰,说明晶体的质量良好。InSe晶体呈现六方结构,各元素在基体中均匀分布,在1800 nm波长下的透射率为～55.1%,带隙能量为～1.22 eV。在800 K下,InSe晶体沿(001)方向的最大电导率σ约为1.55×102S·m-1,垂直于(001)方向的最低热导率k约为0.48 W·m-1·K-1。上述结果表明,区熔法是制备大尺寸InSe晶体的一种有效方法,可用于制备多类材料。该工作制备的InSe的电学和热学行为也为今后InSe晶体的应用提供了重要参考。