Nano Res.│周树云研究组在PtTe薄膜新材料及PtTe₂、PtSe₂的生长取得进展

文章简介

由第十族过渡金属（Pt、Pd）和硫族元素（例如Se、Te）形成的过渡金属化合物因其新奇的拓扑、自旋特性以及在新型电子器件的重要应用前景而备受关注。与其它过渡金属硫族化合物相比，这些材料具有相对较强的层间耦合作用而较难通过机械剥离得到原子级厚度样品。因此，在不同衬底上实现大尺寸、高效率的高质量样品生长至关重要。

清华大学周树云研究组通过一个改进的碲（硒）化的方法，实现了在不同衬底上的大尺寸的PtTe₂和PtSe₂样品的生长。如图1所示，通过首先在衬底上直接镀上薄层Pt薄膜，再结合碲（硒）化过程的温度的控制，可以实现高质量的PtTe₂和PtSe₂样品的生长。输运测量表明，与PtSe₂相比，PtTe₂薄膜具有更强的金属性。该碲（硒）化生长方法具有普适性，适用于各种衬底（例如Si, SiO₂, Al₂O₃, SrTiO₃, 玻璃、NaCl等），并且样品尺寸只由Pt薄膜的尺寸决定，不受其它限制，因此可以获得大尺寸薄膜样品。其中尤为有意思的是NaCl晶体衬底，通过在该晶体上制备PtSe₂或者PtTe₂薄膜，再将NaCl衬底溶解在水中，可以实现无衬底（free-standing)的PtSe₂和PtTe₂薄膜。因此，该方法也开拓了实现无衬底PtSe₂和PtTe₂薄膜的一个途径。

此外，作者发现，通过调控碲化过程的温度，可以实现与PtTe₂具有不同结构和物理特性的一种新材料PtTe。PtTe理论上被预言具有高的电催化活性，然而由于样品的缺乏，目前仍然没有相应的实验研究。因此，这种便捷的制备方法获得的PtTe薄膜，将为探索PtTe的新奇性质提供了重要的机会。

图1 一种制备大面积PtTe、PtTe₂薄膜的简便的方法。通过在衬底上镀上Pt，结合改进的直接碲化的方法，我们可以实现在各种不同的衬底上的铂碲化合物的大面积的生长。更为重要的是，通过碲化过程的温度的调节，我们首次实现了与PtTe₂具有不同结构的PtTe薄膜的生长。

作者简介

该工作的第一作者是清华大学物理系的张柯楠、王猛。合作者包括清华大学于浦、段文晖、吴扬、张留碗等。

清华大学周树云研究组专注于新型二维材料及异质结的电子能谱（角分辨光电子能谱ARPES）和超快动力学研究，近年来在范德华异质结的能带调控、新型拓扑材料的研究方面取得重要进展。

研究组现近期有博士后职位，欢迎已获得或即将获得博士学位的青年学者应聘。有ARPES、超快光谱或样品生长研究背景者优先考虑。有意者请发送个人简历（包括个人教育和工作经历、科研工作概述、论文发表情况及其它成果）到 [e-mail]

研究组主页：

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文章信息

Kenan Zhang, Meng Wang, Xue Zhou, Yuan Wang, Shengchun Shen, Ke Deng, Huining Peng, Jiaheng Li, Xubo Lai, Liuwan Zhang, Yang Wu, Wenhui Duan, Pu Yu & Shuyun Zhou^*. Growth of large scale PtTe, PtTe₂ and PtSe₂ films on a wide range of substrates. Nano Research 2020, 10.1007/s12274-020-2942-2.

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