一种管式CVD炉用接头、二维材料及其生长装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种二维材料生长装置及其接头，以及运用装置的生长方法和制备的组分可调二维材料，包括层状二维材料及其异质结和非层状二维薄膜材料，进一步包括多元二维材料、组分可调的二维混晶材料和二维异质结材料，所述异质结包括单层或多层的垂直异质结和侧向异质结。本发明专利技术装置和方法创造性地在CVD生长设备上设计多个可观察的、可独立控制加热温度和时间、可准确控制蒸发源材料通断的蒸发源加热腔，从而提高了二维材料组分和异质结界面的可控性，很好地改善了管式CVD炉多温区蒸发源之间温度的互相影响，解决了二维材料生长过程中元素组分不易调控和异质结界面互扩散的问题，提高二维材料及其异质结的生长效率和晶体质量。

Pipe type CVD furnace joint, two-dimensional material and growth device and method thereof

The invention discloses a two-dimensional material growth device and its joints, and a two-dimensional material with adjustable composition prepared by using the growth method of the device, including a layered two-dimensional material and a heterojunction and a non-layered two-dimensional film material, and further comprises a multi-element two-dimensional material, a two-dimensional mixed crystal material with adjustable composition and a two-dimensional heterojunction material. The heterojunction comprises a single layer or a multilayer vertical heterojunction and a lateral heterojunction. The device and method of the invention creatively design a plurality of observable evaporation source heating chambers on CVD growth equipment, which can independently control heating temperature and time, and accurately control the on and off of evaporation source material, thereby improving the controllability of two-dimensional material composition and heterogeneous junction interface, and improving the multi-temperature zone evaporation source of tubular CVD furnace. The mutual influence of temperature between two-dimensional materials solves the problem that the element composition is difficult to control and the interface diffusion between heterojunctions is difficult to control during the growth of two-dimensional materials, and improves the growth efficiency and crystal quality of two-dimensional materials and heterojunctions.

【技术实现步骤摘要】
一种管式CVD炉用接头、二维材料及其生长装置和方法
本专利技术涉及一种管式CVD炉用接头、二维材料及其生长装置和方法。
技术介绍
自从2004年Geim团队首次采用机械剥离法剥离出单层石墨烯以来，石墨烯就引起全球科学家的广泛研究，石墨烯因其优异的电子运输、导电性能，使得它在光电、能源等诸多领域具有广泛的运用前景。然而单纯的石墨烯缺乏带隙，呈现金属、半金属性，即使通过外加电场、掺杂等方式也仅能打开微小的禁带，在光电子学方面的应用并无优势。因此，探寻其他新型二维类石墨烯材料一直是二维材料研究领域的一个热门及前沿的课题。过渡金属硫族化合物、六方氮化硼、黑磷等一系列同样具有二维结构的材料开始逐渐进入了人们的视野。这些材料在结构上保持了二维状态，具有很好的结晶性，同时表现出优越的电学、光学、磁学等性能，赢得越来越多科研工作者的青睐。除了二维材料自身的优异性能以外，将具有不同性质的材料以特定顺序人为结合在一起构成的异质结，可实现对新材料性质的人工调控，达成更为复杂的器件功能，诸如场效应晶体管，光电探测器等。由于通常二维材料间的范德瓦斯作用力较弱，相邻层间不再受晶格匹配限制，且没有成分过渡，所形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管式CVD炉用接头，其特征在于：包括主体，所述主体的一端用于进气，另一端与管式CVD炉连通；所述主体上设有若干蒸发源加热腔及观察窗；所述蒸发源加热腔的底端封闭，用于装载不同的蒸发源材料，另一端与主体连接，连接处设有挡板；所述蒸发源加热腔内设有温控装置；所述挡板与温控装置与管式CVD炉的控制系统电连接，用于独立控制进气、加热温度和时间；所述观察窗数量与蒸发源加热腔相匹配。

【技术特征摘要】
1.一种管式CVD炉用接头，其特征在于：包括主体，所述主体的一端用于进气，另一端与管式CVD炉连通；所述主体上设有若干蒸发源加热腔及观察窗；所述蒸发源加热腔的底端封闭，用于装载不同的蒸发源材料，另一端与主体连接，连接处设有挡板；所述蒸发源加热腔内设有温控装置；所述挡板与温控装置与管式CVD炉的控制系统电连接，用于独立控制进气、加热温度和时间；所述观察窗数量与蒸发源加热腔相匹配。2.根据权利要求1所述的一种管式CVD炉用接头，其特征在于：所述主体包括内嵌石英管的不锈钢管，所述蒸发源加热腔沿不锈钢管管体长度方向间隔设置，所述观察窗设置于主体对侧蒸发源加热腔的对应位置。3.一种二维材料生长装置，其特征在于：包括依次连接的混合气箱、如权利要求1～2任一项所述的管式CVD炉用接头、管式CVD炉和出气通道。4.根据权利要求3所述的一种二维材料生长装置，其特征在于：所述管式CVD炉包括由内而外设置的两端开口石英管、CVD加热腔和保温外壳，所述两端开口石英管用于放置制备二维材料的衬底。5.根据权利要求3所述的一种二维材料生长装置，其特征在于：所述混合气箱与管式CVD炉用接头间设有气体流量控制器和压力表，所述出气通道设有阀门。6.一种组分可调二维材料原位生长方法，其特征在于，采用如权利要求3～5任一项所述的装置，包括如下步骤：(1)将洗净的衬底放置于恒温的管式CVD炉的两端开口石英管内部中央；将用于生长反应的不同蒸发源材料分别放入各蒸发源加热腔中，接着将整个装置密封，用机械泵将两端开口石英管内气压抽至低于10-3torr，再通入惰性气体作为载气，排出两端开口石英管中残余空气；(2)调节混合气箱出气口的载气及反应气体流量，设置管式CVD炉的温度以加热衬底，设置各蒸发源加热腔的温度至蒸发源材料的蒸发温...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴雅苹，何钦明，吴志明，张纯淼，陈嘉俊，康俊勇，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建,35