傳統(tǒng)的二硫化鉬薄膜制備方法是將MoS2材料是采用CVD法在Si襯底上制備然后移植到其它材料上(如GaN襯底)。這種技術(shù)雖然簡單易行,通用性強(qiáng),但是卻具有非常致命的缺點(diǎn),就是MoS2材料與襯底材料的結(jié)合力比較差,轉(zhuǎn)移過程中會(huì)引入額外的缺陷,降低產(chǎn)品質(zhì)量,另外轉(zhuǎn)移移植過程也相當(dāng)繁瑣。因此,這樣所制得的材料也就無法廣泛應(yīng)用于電力電子領(lǐng)域甚至是發(fā)光領(lǐng)域。針對(duì)上述的不足,下文將為大家介紹一種MoS2薄膜的新制備方法。
以GaN為襯底制備二硫化鉬薄膜的方法,使用CVD法在所述襯底表面生成MoS2薄膜;所述生成MoS2薄膜的過程為:以硫粉和MoO3為原料、高純氬氣為載流氣體,在所述襯底上沉積MoS2薄膜。
該制造方法的注意事項(xiàng)如下:
(1)襯底在使用之前應(yīng)先進(jìn)行清洗,清洗過程為:將襯底依次進(jìn)行丙酮超聲清洗、乙醇超聲清洗、硫酸和硝酸混合液清洗、鹽酸和雙氧水混合液清洗、氫氟酸溶液清洗。
(2)所述生成MoS2薄膜的反應(yīng)溫度為600—700°C,反應(yīng)時(shí)間為5—10分鐘。
(3)M0S2薄膜的層數(shù)為單層,所述硫粉和MoO3的質(zhì)量比為50:1;薄膜的層數(shù)為雙層,硫粉和MoO3的質(zhì)量比為30:1;薄膜的層數(shù)為大于等于三層,硫粉和MoO3的質(zhì)量比為15:20:10.
(4)M0S2薄膜的每一層厚度為0.7—0.8nm;單層薄膜的能帶帶隙為1.82eV。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,該生產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)有:以GaN為襯底,有效結(jié)合了GaN本身的特性,保證了硫化鉬材料與襯底材料之間的結(jié)合力,使轉(zhuǎn)移過程中不會(huì)引入額外的缺陷,提高了制得的MoS2薄膜的質(zhì)量;再通過調(diào)整制備過程中的各反應(yīng)參數(shù)或者原料質(zhì)量比,進(jìn)一步提高了制得的薄膜的質(zhì)量??偟膩碚f,該新方法的操作步驟較簡單,且產(chǎn)品質(zhì)量較高,較適合能滿足電力電子領(lǐng)域和發(fā)光領(lǐng)域?qū)o機(jī)納米膜材料的質(zhì)量要求。