一种用于制备二维材料的原子层沉积系统技术方案

本实用新型专利技术涉及制备二维材料的原子层沉积系统技术领域，提供了一种用于制备二维材料的原子层沉积系统，包括工作台，其特征在于：所述工作台上设置有反应腔；送样系统；前驱体源输送系统，用于输送前驱体气源；反应源输送系统，用于输送反应性气源；真空系统，为气体流通提供动力支持。本实用新型专利技术克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，解决了现有的ALD装置沉积系统无法满足高温沉积，同时步骤复杂的问题，本实用新型专利技术通过简单的结构组合，操作步骤少，同时结构布局更加合理紧凑，方便在高温下发生沉积，具有很强的实用性。具有很强的实用性。具有很强的实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备二维材料的原子层沉积系统


[0001]本技术涉及制备二维材料的原子层沉积系统
，具体涉及一种用于制备二维材料的原子层沉积系统。

技术介绍

[0002]二维材料是以单层或者多层的原子结构的堆积，每层原子之间以强健的共价键结合，层与层之间以范德华力相互作用。由于其独特的物理、化学以及电学性质，在光学、电子器件、新能源、催化剂以及生物材料方面有广泛的应用。
[0003]常见的二维材料有石墨烯、氮化硼(BN)、二硫化钼(MoS2)、二硫化钨(WS2)等。二维材料的制备方法有机械玻璃法、化学气相沉积法(CVD)以及物理气相沉积法(PVD)，至今没有一种理想的方法制备高质量大面积的二维材料。
[0004]原子层沉积(Atomic layer deposition,ALD)，是一种特殊的化学气相沉积技术，是通过将气相前驱体脉冲交替通入反应室并在沉积基体表面发生化学吸附形成薄膜的一种方法，是一种可以得到高质量薄膜的化学气相沉积技术。对比传统的制备方法，用原子层沉积方法制备二维材料可以精确控制膜厚以及实现大面积的生长。文献中已有几十种二维材料可用ALD方法沉积，包括三种不同的路线：常规ALD合成路线，即选择合适的前驱体源在常规ALD设备中可以合成；高温ALD 合成路线，沉积温度>500℃，沉积的薄膜厚度可控且结晶程度高；两步法路线：先通过常规ALD设备在低温下沉积氧化物，然后再通过高温硫化或者氮化方法得到相应二维材料。
[0005]现有的ALD装置沉积二维材料存在以下问题：1)温度低于 500℃，沉积的薄膜无定形比较多，无法满足高温沉积；2)两步合成法，步骤复杂。
[0006]为此，我们提出一种用于制备二维材料的原子层沉积系统。

技术实现思路

[0007](一)解决的技术问题
[0008]针对现有技术的不足，本技术提供了一种用于制备二维材料的原子层沉积系统，克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，解决了现有的ALD装置沉积系统无法满足高温沉积，同时步骤复杂的问题，本技术通过简单的结构组合，操作步骤少，同时结构布局更加合理紧凑，方便在高温下发生沉积，具有很强的实用性。
[0009](二)技术方案
[0010]为实现以上目的，本技术通过以下技术方案予以实现：
[0011]一种用于制备二维材料的原子层沉积系统，包括工作台，所述工作台上设置有反应腔，用于对送样样品反应；
[0012]送样系统，送样系统与反应腔连接，用于将样品输送到反应腔中；
[0013]前驱体源输送系统，用于输送前驱体气源；
[0014]反应源输送系统，用于输送反应性气源；
[0015]真空系统，为气体流通提供动力支持；
[0016]所述前驱体源输送系统均设有加热保温系统，加热保温系统分为三个部分独立控制温度，均包括第一ALD脉冲阀、手动阀及载气脉冲阀、前驱体源容器。
[0017]进一步的，所述反应腔包括进气口、出气口、匀气盘以及样品台，反应腔通过滑座滑动在滑杆上，滑杆固定在工作台上。
[0018]进一步的，所述前驱体源输送系统包括前驱体源容器、ALD脉冲阀、第一流量计以及相关管路，前驱体源容器包括载气辅助体系，载气辅助体系由第一流量计控制流量，并由载气脉冲阀控制进入前驱体源容器，前驱体源容器在载气辅助体系的带动下由第一ALD脉冲阀进入反应腔内。
[0019]进一步的，所述反应源输送系统可由第二流量计，第二ALD脉冲阀控制进入反应腔。
[0020]进一步的，还包括吹扫气体系统，吹扫气体系统包括第三ALD脉冲阀和第三流量计。
[0021]进一步的，所述真空系统包括真空阀、压力计、泵前吸附装置以及真空泵，提供动力支持，方便气体流通。
[0022]进一步的，工作台上还包括控制系统，所述控制系统包括控制器和显示屏。
[0023](三)有益效果
[0024]本技术实施例提供了一种用于制备二维材料的原子层沉积系统。具备以下有益效果：
[0025]1、本装置根据二维材料制备特点以及原子层沉积原理，用以制备高质量的二维材料。本装置主要可以在高温下制备高质量二维材料，也满足于常规ALD制备二维材料，且在二维材料沉积完成后，可以原位高温退火或者硫化，得到高质量二维材料。
[0026]2、结构简单，操作步骤少，同时布局合理、紧凑，减少占地面积。
附图说明
[0027]图1为本技术剖视结构示意图；
[0028]图2为本技术操作流程图。
[0029]图中：反应腔1、进气口1.1、出气口1.2、匀气盘1.3、样品台1.4、滑杆1.5、送样系统2、前驱体源输送系统3、第一ALD脉冲阀3.1、载气脉冲阀3.2、手动阀3.3、前驱体源容器3.6、第一流量计3.7、反应源输送系统4、第二ALD脉冲阀4.1、第二流量计4.2、吹扫气体系统5、第三ALD脉冲阀5.1、第三流量计5.2、真空系统6、真空阀6.1、压力计6.2、吸附装置6.3、真空泵6.4、电控系统7、显示屏8。
具体实施方式
[0030]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0031]参照附图1
‑
2，本技术提出的用于制备二维材料的原子层沉积系统包括工作台，工作台上设置有反应腔1、送样系统2、前驱体源输送系统3、反应源输送系统4、吹扫气体系统5、真空系统6以及控制系统7。
[0032]本实施例中，如图1和2所示，反应腔1包括进气口1.1、出气口 1.2、匀气盘1.3以及样品台1.4，反应腔1的加热温度为室温
‑
1100℃，材料优选石英玻璃；送样系统2与反应腔1连接，为推拉结构，反应腔1通过滑座滑动在滑杆1.5上，滑杆1.5固定在工作台上；前驱体源输送系统3用于各种前驱体气源的输送，比如氯化钼、六羰基钼、氯化钨、六羰基钨等。
[0033]本实施例中，结构简单，操作步骤少，同时布局合理、紧凑，减少占地面积。
[0034]本实施例中，如图1和2所示，前驱体源输送系统3包括前驱体源容器3.6、ALD脉冲阀3.1、第一流量计3.7以及相关管路，前驱体源容器3.6包括载气辅助体系，载气辅助体系由第一流量计3.7控制流量，第一流量计3.7的量程为200sccm，并由载气脉冲阀3.2控制进入前驱体源容器3.6，前驱体源容器3.6在载气辅助体系的带动下由第一 ALD脉冲阀3.1进入反应腔1内。
[0035]前驱体源输送系统3均设有加热保温系统，加热保温系统为根据阀门及管路尺寸定制的，分为三个部分独立控制温度，第一ALD脉冲阀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制备二维材料的原子层沉积系统，包括工作台，其特征在于：所述工作台上设置有反应腔，用于对送样样品反应；送样系统，送样系统与反应腔连接，用于将样品输送到反应腔中；前驱体源输送系统，用于输送前驱体气源；反应源输送系统，用于输送反应性气源；真空系统，为气体流通提供动力支持；所述前驱体源输送系统均设有加热保温系统，加热保温系统分为三个部分独立控制温度，均包括第一ALD脉冲阀、手动阀及载气脉冲阀、前驱体源容器。2.如权利要求1所述的一种用于制备二维材料的原子层沉积系统，其特征在于：所述反应腔包括进气口、出气口、匀气盘以及样品台，反应腔通过滑座滑动在滑杆上，滑杆固定在工作台上。3.如权利要求1所述的一种用于制备二维材料的原子层沉积系统，其特征在于：所述前驱体源输送系统包括前驱体源容器、ALD脉冲阀、第一流量计以及相关管路，前驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：许若言，左雪芹，李珊珊，
申请(专利权)人：江苏迈纳德微纳技术有限公司，
类型：新型
国别省市：