一种化学气相沉积的样品放置装置及管式炉制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种化学气相沉积的样品放置装置及管式炉，属于材料制备技术领域。所述化学气相沉积的样品放置装置包括：第一筒、第二筒及第三筒；所述第一筒的形状为圆柱状，所述第二筒及第三筒的形状为锥台状，所述第一筒、第二筒及第三筒的同轴；所述第一筒的第一端与所述第二筒的第一端连通，所述第一筒的第二端与所述第三筒的第一端连通；所述第二筒的第二端的直径小于所述第二筒第一端的直径；所述第三筒的第二端的直径小于所述第三筒第一端的直径。本发明专利技术学气相沉积的样品放置装置及管式炉可以对材料的生长过程进行调制，研究材料的生长机理，制备大尺寸单晶二维材料。

【技术实现步骤摘要】
一种化学气相沉积的样品放置装置及管式炉
本专利技术涉及材料制备
，特别涉及一种化学气相沉积的样品放置装置及管式炉。
技术介绍
化学气相沉积是指把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入反应室，高温下在衬底表面发生化学反应生成薄膜的过程。化学气相沉积可制备各种无机材料，比如金属、氧化物、氮化物、氟化物、碳化物和化合物半导体材料等的薄膜。自从20世纪70年代报道利用化学气相沉积法制备石墨烯这种二维材料以来，尤其是2009年初，麻省理工学院的J.Kong研究组与韩国成均馆大学的B.H.Hong研究组利用沉淀有多晶Ni膜的硅片作为基底制备出大面积少层石墨烯，并将石墨烯成功地从基底上完整地转移下来，化学气相沉积逐渐发展成为二维材料制备技术中，最稳定、经济有效，并且可以制备大尺寸二维材料的一种技术方法，是二维材料走向应用的最有希望的制备技术。化学气相沉积制备二维材料的生长机理是反应气体向基底表面扩散，吸附于基地表面，进而发生化学反应，在基底表面生成形核，并且不断生长扩大，最终留下不挥发的固相反应产物—薄膜；通常情况下，利用化学气相沉积生长的薄膜成核密度较大，一般是由小晶畴拼接而成的多晶膜。晶畴之间的晶界会导致其物理化学性质与本征二维材料有很大区别，降低了二维材料的性能。为了提高二维材料的性能，需要制备单晶膜，这就需要控制成核密度和生长速率。但是在现有技术中，常规样品放置装置不具备控制成核密度和生长速率的功能。
技术实现思路
本专利技术提供一种化学气相沉积的样品放置装置及管式炉，解决了或部分解决了现有技术中化学气相沉积的样品放置装置不能控制通入气体的气流密度的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种化学气相沉积的样品放置装置包括：第一筒、第二筒及第三筒；所述第一筒的形状为圆柱状，所述第二筒及第三筒的形状为锥台状，所述第一筒、第二筒及第三筒的同轴；所述第一筒的第一端与所述第二筒的第一端连通，所述第一筒的第二端与所述第三筒的第一端连通；所述第二筒的第二端的直径小于所述第二筒第一端的直径；所述第三筒的第二端的直径小于所述第三筒第一端的直径。进一步地，所述第一筒的直径为0.4-250cm。进一步地，所述第二筒的第一端的直径0.4-250cm；所述第三筒的第一端的直径0.4-250cm。进一步地，所述第二筒的第二端的直径0.3-200cm；所述第三筒的第二端的直径0.3-200cm。进一步地，所述第二筒及第三筒的深度均为1-10cm。进一步地，所述第一筒的长度为0-30cm。进一步地，所述化学气相沉积的样品放置装置还包括：阻挡条；所述阻挡条设置在所述第二筒的第二端。进一步地，所述阻挡条的长度是所述第二筒的第二端直径的1/3-2/3。本专利技术还提供一种管式炉，包括管式反应腔，所述化学气相沉积的样品放置装置设置在所述管式反应腔内。进一步地，所述管式反应腔为刚玉管或石英管。本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：由于第一筒的形状为圆柱状，第二筒及第三筒的形状为锥台状，第一筒、第二筒及第三筒的同轴，第一筒的第一端与所述第二筒的第一端连通，第一筒的第二端与所述第三筒的第一端连通，第二筒的第二端的直径小于第二筒第一端的直径，第三筒的第二端的直径小于第三筒第一端的直径，所以，第二筒及第三筒通过改变口径的大小，可以进行在排除外在因素，考察不同气流密度下，二维材料的形核密度、生长速率等制备特性，同时，通过第二筒及第三筒的不同口径大小与陡直度，可实现不同气流密度下，二维材料生长特性的调制，获得大尺寸的单晶二维材料。附图说明图1为本专利技术实施例提供的化学气相沉积的样品放置装置的结构示意图。具体实施方式参见图1，本专利技术实施例提供了一种化学气相沉积的样品放置装置包括：第一筒1、第二筒2及第三筒3。第一筒1的形状为圆柱状，第二筒2及第三筒3的形状为锥台状，第一筒1、第二筒2及第三筒3的同轴。第一筒1的第一端与第二筒2的第一端连通，第一筒1的第二端与第三筒3的第一端连通。第二筒2的第二端的直径小于第二筒2第一端的直径。第三筒3的第二端的直径小于第三筒3第一端的直径。本申请具体实施方式由于第一筒1的形状为圆柱状，第二筒2及第三筒3的形状为锥台状，第一筒1、第二筒2及第三筒3的同轴，第一筒1的第一端与第二筒2的第一端连通，第一筒1的第二端与第三筒3的第一端连通，第二筒2的第二端的直径小于第二筒2第一端的直径，第三筒3的第二端的直径小于第三筒3第一端的直径，所以，第二筒2及第三筒3通过改变口径的大小，可以进行在排除外在因素，考察不同气流密度下，二维材料的形核密度、生长速率等制备特性，同时，通过第二筒2及第三筒3的不同口径大小与陡直度，可实现不同气流密度下，二维材料生长特性的调制，获得大尺寸的单晶二维材料。详细介绍第一筒1的结构。第一筒1的直径为0.4-250cm，第一筒1的直径优选地为3cm；第一筒1的长度为0-30cm第一筒1的长度优选地为1cm。详细介绍第二筒2及第三筒3的结构。第二筒2的第一端的直径0.4-250cm，第二筒2的第一端的直径优选地为3cm；第三筒3的第一端的直径0.4-250cm，第三筒3的第一端的直径优选地为3cm。第二筒2的第二端的直径0.3-200cm；第二筒2的第二端的直径优选地为1cm，第三筒3的第二端的直径0.3-200cm；第三筒3的第二端的直径优选地为1cm。第二筒2及第三筒3的深度均为1-10cm，第二筒2及第三筒3的深度优选地为2cm。本专利技术化学气相沉积的样品放置装置还包括：阻挡条4。阻挡条4固定设置在第二筒1的第二端。具体地，在本实施方式中，阻挡条4可通过螺栓固定设置在第二筒1的第二端，在其它实施方式中，阻挡条4可通过其它方式如轴销等固定设置在第二筒1的第二端。阻挡条4用于防止抽真空过程中，材料生长基底被抽出至第二筒1外。阻挡条4的长度是第二筒1的第二端直径的1/3-2/3。本专利技术还提出一种管式炉，该管式炉包括管式反应腔，该管式炉的化学气相沉积的样品放置装置的具体结构参照上述实施例，由于本管式炉采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。管式反应腔为刚玉管或石英管。为了更清楚介绍本专利技术实施例，下面从本专利技术实施例的使用方法上予以介绍。第一筒1的形状为圆柱状，第二筒2及第三筒3的形状为锥台状，第一筒1、第二筒2及第三筒3的同轴，第一筒1的第一端与第二筒2的第一端连通，第一筒1的第二端与第三筒3的第一端连通，第二筒2的第二端的直径小于第二筒2第一端的直径，第三筒3的第二端的直径小于第三筒3第一端的直径。第二筒2及第三筒3通过改变口径的大小，可以进行在排除外在因素，考察不同气流密度下，二维材料的形核密度、生长速率等制备特性，同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化学气相沉积的样品放置装置，其特征在于，包括：第一筒、第二筒及第三筒；/n所述第一筒的形状为圆柱状，所述第二筒及第三筒的形状为锥台状，所述第一筒、第二筒及第三筒的同轴；/n所述第一筒的第一端与所述第二筒的第一端连通，所述第一筒的第二端与所述第三筒的第一端连通；/n所述第二筒的第二端的直径小于所述第二筒第一端的直径；/n所述第三筒的第二端的直径小于所述第三筒第一端的直径。/n

【技术特征摘要】
1.一种化学气相沉积的样品放置装置，其特征在于，包括：第一筒、第二筒及第三筒；
所述第一筒的形状为圆柱状，所述第二筒及第三筒的形状为锥台状，所述第一筒、第二筒及第三筒的同轴；
所述第一筒的第一端与所述第二筒的第一端连通，所述第一筒的第二端与所述第三筒的第一端连通；
所述第二筒的第二端的直径小于所述第二筒第一端的直径；
所述第三筒的第二端的直径小于所述第三筒第一端的直径。


2.根据权利要求1所述的化学气相沉积的样品放置装置，其特征在于：
所述第一筒的直径为0.4-250cm。


3.根据权利要求1所述的化学气相沉积的样品放置装置，其特征在于：
所述第二筒的第一端的直径0.4-250cm；
所述第三筒的第一端的直径0.4-250cm。


4.根据权利要求1所述的化学气相沉积的样品放置装置，其特征在于：
所述第二筒的第二端的直径0.3-200cm；
所述第三筒的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王延伟，卢维尔，闫美菊，赵丽莉，夏洋，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11