與石墨烯層狀結(jié)構(gòu)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(lǐng)域等中具有極大的潛在應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)前,常使用化學(xué)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(zhì)或劃痕等缺陷易限制產(chǎn)品核的生長(zhǎng)。因此,下文將為大家介紹一種單層二硫化鉬的新生產(chǎn)方法。其具體步驟如下:
(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(zhì)的硫粉和三氧化鉬粉末,並放在兩個(gè)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(qū);將盛放硫粉的石英舟放在管式爐前部的低溫區(qū)。
(4)加熱前,先通氮?dú)?5-45min,流速為50-500sccm,將管式爐中的空氣排出,之後持續(xù)通入流速為75-150sccm的氮?dú)庾鳛楸Wo(hù)氣氛。
(5)開始加熱,15-45min內(nèi)將管式爐加熱到生長(zhǎng)所需的溫度,然後保持此溫度40-80min來生長(zhǎng)二硫化鉬。
(6)生長(zhǎng)結(jié)束後,繼續(xù)通入50-500sccm的氮?dú)猓却苁綘t自然降至室溫。
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(shí)驗(yàn)時(shí)取出,用氮?dú)鈿鈽尨祹轴?,再用氧等離子清洗機(jī)清洗1-5min。
該生產(chǎn)方法的優(yōu)點(diǎn)如下:(1)清洗襯底時(shí)沒有使用丙酮、食人魚溶液等有毒危險(xiǎn)藥品清洗襯底,避免了潛在的危險(xiǎn);(2)減少了清洗襯底的操作步驟;(3)採(cǎi)用常壓化學(xué)氣相沉積法,不需要抽真空過程,進(jìn)一步減少了操作步驟,使得實(shí)驗(yàn)可以快捷方便地進(jìn)行;(4)簡(jiǎn)化了升溫過程,不需要分段升溫。