一种制备三角形二硫化钼薄膜的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种制备三角形二硫化钼薄膜的装置，该装置包括石英管和环套在石英管中部的加热套，石英管的内部正中间设置有石英板，靠近石英管的入口一侧的石英板的边缘处设置有S放置点，沿石英板长度方向上依次设置有MoO3放置点和SiO2/Si基片放置点，石英管的入口和出口分别与进气管和出气管连接，出气管的另一端依次连接有缓冲瓶、碱液吸收瓶和水环真空泵。本实用新型专利技术的装置通过限定石英板的尺寸及石英板上各物料和基片放置点间的距离调节三氧化钼及硫蒸气的浓度梯度，得到三角形二硫化钼薄膜，结构简单，控制准确。

A Device for Preparing Triangular Molybdenum Disulfide Films

【技术实现步骤摘要】
一种制备三角形二硫化钼薄膜的装置
本技术属于二硫化钼制备装置
，具体涉及一种制备三角形二硫化钼薄膜的装置。
技术介绍
二硫化钼(MoS2)是一种过渡金属层状化合物，当其层状变为超薄二维结构时，禁带宽度随着其层数的较小而增加，到单层时，不但其禁带宽度由体相材料时的1.29eV增加至1.90eV，而且电子能带结构也由非直接带隙变为直接带隙，因此，二维层状MoS2薄膜具有优异的半导体特性，在光电子领域应用前景广阔。作为一种新型的半导体材料，MoS2薄膜的制备已经成为研究热点之一，大规模生产统一的、大尺寸、高质量的薄膜材料，是人们一直研究的努力方向。MoS2薄膜的制备方法主要有机械剥离法、锂插层法、液相超声剥离法、水热法以及化学气相沉积法(CVD)。其中，CVD采用氧化钼或钼金属为钼源，与硫磺或硫化氢等在保护气氛中高温生成MoS2，是目前主要采用的方法。但这种方法存在一定问题：产品的质量很容易受到设备、管路、温场、浓度、气流等的影响，工艺远不成熟，质量不高，污染大、成品率低。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种制备三角形二硫化钼薄膜的装置。该装置通过精确限定石英板的尺寸以及限定石英板上S放置点、MoO3放置点和SiO2/Si基片放置点之间的位置关系，调节制备三角形二硫化钼薄膜过程中三氧化钼及硫蒸气的浓度梯度，使得SiO2/Si基片上形成三角形晶核并进行稳定生长，最终形成三角形二硫化钼薄膜，避免了三氧化钼及硫蒸气浓度过大生成体生长的正方形二硫化钼，或者三氧化钼及硫蒸气浓度过小无法形成晶核，最终得不到二硫化钼。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种制备三角形二硫化钼薄膜的装置，其特征在于，该装置包括石英管和环套在石英管中部的加热套，所述石英管的直径为50mm～60mm，长度为1000mm～1200mm，所述加热套的长度为350mm～400mm，所述石英管的内部正中间设置有石英板，所述石英板的宽度为30mm～40mm，长度为500mm～600mm，靠近石英管的入口一侧的石英板的边缘处设置有S放置点，沿所述石英板长度方向上依次设置有MoO3放置点和SiO2/Si基片放置点，所述MoO3放置点与S放置点的距离为150mm～200mm，所述SiO2/Si基片放置点与MoO3放置点的距离为60mm～80mm，所述石英管的入口与进气管连接，所述石英管的出口与出气管连接，所述出气管的另一端通入缓冲瓶中，所述缓冲瓶通过管道与碱液吸收瓶连接，所述碱液吸收瓶与水环真空泵连接。上述的一种制备三角形二硫化钼薄膜的装置，其特征在于，所述石英板为弧形石英板，所述石英板的宽度边为弧形边。上述的一种制备三角形二硫化钼薄膜的装置，其特征在于，所述碱液吸收瓶中的碱液为NaOH溶液或KOH溶液。本技术与现有技术相比具有以下优点：1、本技术制备三角形二硫化钼薄膜的装置包括石英管和环套在石英管中部外周的加热套以及设置在石英管内部正中间的石英板，通过精确限定石英板的尺寸以及限定石英板上S放置点、MoO3放置点和SiO2/Si基片放置点之间的位置关系，调节制备三角形二硫化钼薄膜过程中三氧化钼及硫蒸气的浓度梯度，使得S和MoO3反应生成MoS2，并在SiO2/Si基片上形成三角形晶核并进行稳定生长，最终形成三角形二硫化钼薄膜，避免了三氧化钼及硫蒸气浓度过大生成体生长的正方形二硫化钼，或者三氧化钼及硫蒸气浓度过小无法形成晶核，最终得不到二硫化钼，装置组成简单，操作方便。2、本技术的装置采用宽度边为弧形边的弧形石英板作为S放置点、MoO3放置点和SiO2/Si基片放置点，一方面由于弧形石英板处于某一位置时，位于其上且可稳定放置的物质的范围有限，有利于上述各位置点的调节和精确定位，另一方面弧形石英板与石英管的圆弧面的配合程度更高，弧形石英板从石英管中的取出、装入以及在石英管中的移动均较为方便，有利于三角形二硫化钼薄膜制备过程的顺利进行。3、本技术的装置中设置有碱液吸收瓶，碱液吸收瓶中的碱液优选为NaOH溶液或KOH溶液，当石英管中S和MoO3反应生成MoS2的反应结束后，石英管中多余的S蒸汽和反应生成的SO2及其它杂质进入缓冲瓶中后进入碱液吸收瓶中，被碱液反应吸收，避免了S蒸汽和SO2进入水环真空泵中，腐蚀泵管路或冷却后堵塞泵管路，延长了装置的使用寿命；同时也避免S蒸汽和SO2进入空气中造成污染，有利于环境保护；上述碱液不易挥发，不会进入石英管中影响S和MoO3的反应，保证了产物MoS2的纯净度，且提高了吸收效率。4、本技术的装置中通过对石英管和加热套的尺寸的限定，使石英管和加热套与石英板的尺寸更为匹配，从而形成合适的温度场，更有利于三角形二硫化钼薄膜的稳定生成。下面结合附图和实施例对本技术作进一步详细说明。附图说明图1是本技术制备三角形二硫化钼薄膜的装置的结构示意图。图2是图1中石英板的俯视图。附图标记说明:1—石英管；2—加热套；3—石英板；3-1—S放置点；3-2—MoO3放置点；3-3—SiO2/Si基片放置点；4—进气管；5—出气管；6—缓冲瓶；7—碱液吸收瓶；8—水环真空泵。具体实施方式如图1和图2所示，本技术制备三角形二硫化钼薄膜的装置包括石英管1和环套在石英管1中部的加热套2，所述石英管1的直径为50mm～60mm，长度为1000mm～1200mm，所述加热套2的长度为350mm～400mm，所述石英管1的内部正中间设置有石英板3，所述石英板3的宽度为30mm～40mm，长度为500mm～600mm，靠近石英管1的入口一侧的石英板3的边缘处设置有S放置点3-1，沿所述石英板3长度方向上依次设置有MoO3放置点3-2和SiO2/Si基片放置点3-3，所述MoO3放置点3-2与S放置点3-1的距离为L1，所述L1为150mm～200mm，所述SiO2/Si基片放置点3-3与MoO3放置点3-2的距离为L2，所述L2为60mm～80mm，所述石英管1的入口与进气管4连接，所述石英管1的出口与出气管5连接，所述出气管5的另一端通入缓冲瓶6中，所述缓冲瓶6通过管道与碱液吸收瓶7连接，所述碱液吸收瓶7与水环真空泵8连接。本技术制备三角形二硫化钼薄膜的装置包括石英管和环套在石英管中部外周的加热套2以及设置在石英管1内部正中间的石英板3，通过精确限定石英板3的尺寸以及限定石英板3上S放置点3-1、MoO3放置点3-2和SiO2/Si基片放置点3-3之间的位置关系，调节制备三角形二硫化钼薄膜过程中三氧化钼及硫蒸气的浓度梯度，使得S和MoO3反应生成MoS2，并在SiO2/Si基片上形成三角形晶核并进行稳定生长，最终形成三角形二硫化钼薄膜，避免了三氧化钼及硫蒸气浓度过大生成体生长的正方形二硫化钼，或者三氧化钼及硫蒸气浓度过小无法形成晶核，最终得不到二硫化钼，装置组成简单，操作方便。本技术制备三角形二硫化钼薄膜的装置中，所述石英板3为弧形石英板，所述石英板3的宽度边为弧形边。采用宽度边为弧形边的弧形石英板作为S放置点3-1、MoO3放置点3-2和SiO2/Si基片放置点3-3，一方面由于弧形的石英板3处于某一位置时，位于其上且可稳定放置的物质的范围有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备三角形二硫化钼薄膜的装置，其特征在于，该装置包括石英管(1)和环套在石英管(1)中部的加热套(2)，所述石英管(1)的直径为50mm～60mm，长度为1000mm～1200mm，所述加热套(2)的长度为350mm～400mm，所述石英管(1)的内部正中间设置有石英板(3)，所述石英板(3)的宽度为30mm～40mm，长度为500mm～600mm，靠近石英管(1)的入口一侧的石英板(3)的边缘处设置有S放置点(3‑1)，沿所述石英板(3)长度方向上依次设置有MoO3放置点(3‑2)和SiO2/Si基片放置点(3‑3)，所述MoO3放置点(3‑2)与S放置点(3‑1)的距离为150mm～200mm，所述SiO2/Si基片放置点(3‑3)与MoO3放置点(3‑2)的距离为60mm～80mm，所述石英管(1)的入口与进气管(4)连接，所述石英管(1)的出口与出气管(5)连接，所述出气管(5)的另一端通入缓冲瓶(6)中，所述缓冲瓶(6)通过管道与碱液吸收瓶(7)连接，所述碱液吸收瓶(7)与水环真空泵(8)连接。

【技术特征摘要】
1.一种制备三角形二硫化钼薄膜的装置，其特征在于，该装置包括石英管(1)和环套在石英管(1)中部的加热套(2)，所述石英管(1)的直径为50mm～60mm，长度为1000mm～1200mm，所述加热套(2)的长度为350mm～400mm，所述石英管(1)的内部正中间设置有石英板(3)，所述石英板(3)的宽度为30mm～40mm，长度为500mm～600mm，靠近石英管(1)的入口一侧的石英板(3)的边缘处设置有S放置点(3-1)，沿所述石英板(3)长度方向上依次设置有MoO3放置点(3-2)和SiO2/Si基片放置点(3-3...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐军利，崔玉清，唐丽霞，
申请(专利权)人：金堆城钼业股份有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61