单晶异种二维材料的外延生长方法及层叠结构体技术

公开单晶异种二维材料的外延生长方法及层叠结构体。该方法包括如下步骤：形成单晶h‑BN模板；在所述h‑BN模板上沉积异种前体，以形成多个核；以及使被沉积的多个核进行范德华外延生长，以形成异种结构层，其中，所述异种结构层为单晶。

Epitaxial growth method and laminated structure of single crystal heterogeneous two-dimensional materials

【技术实现步骤摘要】
单晶异种二维材料的外延生长方法及层叠结构体
本专利技术公开单晶异种二维材料的外延生长方法。[关于国家支持研发的说明]本研究是在韩国科学技术研究院的主管下并且在韩国科学技术信息通信部的支持下进行的，研究课题名称为“阐明大面积无缺陷三维超晶格(Superlattice)结构生长机制的研究”(课题固有编号：1711065783)。
技术介绍
在二维材料中，h-BN薄膜作为热和化学稳定性极佳的物质，是由h-BN层的硼和氮原子交替构成的六边形结构。由于这种局部离子结构，使得h-BN导电性很低，接近绝缘体，并且层间相互作用增加，与石墨相比，具有硬度高的特点。当h-BN薄膜作为利用固有绝缘特性的位于二维导电物质下侧的绝缘层形成层叠结构时，会有改善二维导电物质的电特性的结果。如上所述，h-BN是具有可应用于多种用途的潜在性的材料，随着对二维材料的研究增加的趋势，作为理想的基板物质，预计其需求会逐渐、持续地扩大。但是，为了制成以h-BN为绝缘层的二维导电物质构成的器件，需要将h-BN通过物理剥离方法或CVD生长并转移到器件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二维外延生长方法，其特征在于，包括如下步骤：/n形成单晶h-BN模板；/n在所述h-BN模板上沉积异种前体，以形成多个核；以及/n使被沉积的多个核进行范德华外延生长，以形成异种结构层，/n其中，所述异种结构层为单晶。/n

【技术特征摘要】
20181008 KR 10-2018-0119738;20190312 KR 10-2019-001.一种二维外延生长方法，其特征在于，包括如下步骤：
形成单晶h-BN模板；
在所述h-BN模板上沉积异种前体，以形成多个核；以及
使被沉积的多个核进行范德华外延生长，以形成异种结构层，
其中，所述异种结构层为单晶。


2.根据权利要求1所述的二维外延生长方法，其特征在于，
所述被沉积的多个核沿着一个方向取向。


3.根据权利要求1所述的二维外延生长方法，其特征在于，
所述异种前体包含甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、乙炔(C2H2)中的一种以上、金属氧化物(MO3)以及硫族元素(X)或硼吖嗪(H3B3N3H3)，
所述M为Mo或W，所述X为S、Se或Te。


4.根据权利要求1所述的二维外延生长方法，其特征在于，
所述沉积是通过选自有机金属化学气相沉积(MOCVD)、等离子体化学气相沉积(PECVD)以及原子层沉积(ALD)中的任意一种沉积法来实施的。


5.根据权利要求1所述的二维外延生长方法，其特征在于，
所述生长方法是在形成单晶h-BN模板后，使异种结构层在所述h-BN模板上连续地直接生长。


6.根据权利要求1所述的二维外延生长方法，其特征在于，
所述形成异种结构层的步骤包括在600℃至1200℃的温度下进行热处理的步骤。


7.根据权利要求1所述的二维外延生长方法，其特征在于，
所述形成单晶h-BN模板的步骤包括如下步骤：
在第一基材上层叠第二基材；
将被层叠的基材加热到第二基材的熔融温度以上；以及
在第二基材上形成单晶h-BN模板。


8.根据权利要求2所述的二维外延生长方法，其特征在于，
所述第一基材的熔融温度高于第二基材的熔融温度。


9.根据权利要求7所述的二维外延生长方法，其特征在于，
所述在第二基材上形成h-BN模板的步骤包括如下步骤：
通过以规定的流量供应氮源及硼源，在第二基材上形成h-BN核，并生长为h-BN晶粒；
使h-BN晶粒自对准；以及
将相邻的h-BN晶粒合并以形成h-BN模板。


10.根据权利要求9所述的二维外延生长方法，其特征在于，
所述形成单晶h-BN模板的步骤是在惰性气体和氢气气氛中实施的，相对于惰性气体和氢气的总体积，供给0.05-0.15体积％范围内的所述氮源及硼源。


11.根据权利要求9所述的二维外延生长方法，其特征在于，
所述形成单晶h-BN模板的步骤是在惰性气体和氢气气氛中实施的，相对于惰性气体和氢气的总体积，供给5-30体积％范围内的氢气气氛。

【专利技术属性】
技术研发人员：金秀珉，李柱松，高厦荣，具惠英，
申请(专利权)人：韩国科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：韩国;KR