單層二硫化鉬的新生產方法

與石墨烯層狀結構相似的二硫化鉬(MoS2)同樣能被剝離成單原子層的二維材料,其在電子器件、催化、光電領域等中具有極大的潛在應用價值。當前,常使用化學氣相沉積法來製備尺寸較大且表面均勻的MoS2,但是襯底上的雜質或劃痕等缺陷易限制產品核的生長。因此,下文將為大家介紹一種單層二硫化鉬的新生產方法。其具體步驟如下:

單層二硫化鉬的新生產方法圖片

(1)挑選矽片,處理後矽片表面覆蓋了一層二氧化矽,二氧化矽表面拋光,二氧化矽的厚度可以是100-300nm,形成二氧化矽/矽襯底。

(2)用電子分析天平分別稱取一定品質的硫粉和三氧化鉬粉末,並放在兩個石英舟中。

(3)將清洗好的二氧化矽/矽襯底面朝下放在盛有三氧化鉬粉末的石英舟中(在鉬源下游一定距離處),並將其放在管式爐中間的高溫區;將盛放硫粉的石英舟放在管式爐前部的低溫區。

(4)加熱前,先通氮氣15-45min,流速為50-500sccm,將管式爐中的空氣排出,之後持續通入流速為75-150sccm的氮氣作為保護氣氛。

(5)開始加熱,15-45min內將管式爐加熱到生長所需的溫度,然後保持此溫度40-80min來生長二硫化鉬。

(6)生長結束後,繼續通入50-500sccm的氮氣,等待管式爐自然降至室溫。

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此外,下文還將介紹一種清洗襯底的方法:(1)襯底先在洗潔精溶液中超聲30-90min;(2)然後在去離子水中超聲5-20min(3次);(3)最後在酒精中超聲5-20min(3次);(4)清洗完的襯底保存在酒精溶液中待用;(5)實驗時取出,用氮氣氣槍吹幹後,再用氧等離子清洗機清洗1-5min。

該生產方法的優點如下:(1)清洗襯底時沒有使用丙酮、食人魚溶液等有毒危險藥品清洗襯底,避免了潛在的危險;(2)減少了清洗襯底的操作步驟;(3)採用常壓化學氣相沉積法,不需要抽真空過程,進一步減少了操作步驟,使得實驗可以快捷方便地進行;(4)簡化了升溫過程,不需要分段升溫。

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