本发明专利技术提供一种MoX2/WX2横向异质结的制备方法，通过将两种金属源配置成前驱体溶液，在将前驱体溶液涂覆在衬底表面后，采用CVD法，即可获得界面锐利的MoX2/WX2横向异质结；本发明专利技术不需要预先将金属源在空间上进行分离，也无需在实验过程中精确控制实验参数，即可自组装形成MoX2/WX2横向异质结；通过改变X蒸汽的引入时间，还可以控制制备的MoX2/WX2横向异质结的层数；本发明专利技术制备方法重复性高、简单易行、无需复杂精确的实验操作、获得的MoX2/WX2横向异质结边界锐利，没有产生合金现象，且制备的MoX2/WX2横向异质结转移方便，适用性较广，从而本发明专利技术可大大降低目前制备横向异质结的门槛。槛。槛。
【技术实现步骤摘要】
MoX2/WX2横向异质结的制备方法
[0001]本专利技术涉及二维材料合成
，特别是涉及一种MoX2/WX2横向异质结的制备方法。
技术介绍
[0002]过渡金属硫属化合物(TMDCs)材料大多表现出N型的半导体特性，如MoS2半导体，其是性能最为突出的过渡金属硫属化合物，其中2H相的单层MoS2是一种性能优异的N型半导体，被广泛应用于异质结构筑和光电探测器制备等方面。而WSe2半导体却表现出P型半导体特性，因此，WSe2与其他TMDCs材料构筑的异质结是天然的PN结，这有利于在高性能的光电探测器上应用。
[0003]目前制备异质结的类型主要分为依靠范德瓦尔斯作用力结合的垂直异质结和平面内原子间无缝连接的横向异质结。然而迄今为止，主要的研究工作依旧在垂直异质结上，横向异质结的研究开展不足，产生这种现象的主要原因是横向异质结的生长条件要求高，制备相对复杂。
[0004]目前，关于横向异质结的制备方法主要分为两步法和一锅法，其中两步法是指：先生长异质结的芯层，再通过更换金属源来生长壳层结构，该两步法在壳层的生长过程中可能会发生边界钝化和原子扩散的问题。而一锅法是指：将金属源一同放入石英管中，通过将两种金属源在空间上分离来避免形成合金，或者通过改变实验条件，精确抑制另一种物质的生长，该一锅法对异质结生长过程中的参数控制精度要求很高，增加了制备横向异质结的门槛。
[0005]另外，由于合金在热力学上更加稳定，在制备异质结时也易导致在异质结的界面处形成合金，从而界面锐利的横向异质结的合成还面临着较大的挑战。
[0006]因此，提供一种MoX2/WX2横向异质结的制备方法，实属必要。
技术实现思路
[0007]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种MoX2/WX2横向异质结的制备方法，用于解决现有技术中MoX2/WX2横向异质结制备技术的实验操作难度大，容易形成合金的问题。
[0008]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种MoX2/WX2横向异质结的制备方法，包括以下步骤：
[0009]配置钼酸钠与钨酸钠的混合溶液；
[0010]在所述混合溶液中加入碱性物质，调整所述混合溶液呈弱碱性，以配置前驱体溶液；
[0011]提供衬底，将所述前驱体溶液涂覆于所述衬底的表面，构成待反应结构；
[0012]采用CVD法，将所述待反应结构及X粉体置于炉管中，通入惰性气体，进行加热；
[0013]排出炉管中的惰性气体，引入X蒸汽，进行反应；
[0014]降温处理，获得MoX2/WX2横向异质结，其中，X元素为Se元素或S元素。
[0015]可选地，所述钼酸钠包括二水合钼酸钠及无水钼酸钠中的一种或组合；所述钨酸钠包括仲钨酸钠、无水钨酸钠及二水合钨酸钠中的一种或组合。
[0016]可选地，所述钨酸钠与所述钼酸钠的质量比为30:1
‑
5:1中的任一质量比。
[0017]可选地，所述混合溶液的浓度为2mg
·
ml
‑1‑
10mg
·
ml
‑1中的任一浓度。
[0018]可选地，所述碱性物质包括碳酸钠、氨水及氢氧化钠中的一种或组合；加入所述碱性物质后，所述混合溶液的PH调整为8
‑
12中任一PH值。
[0019]可选地，所述CVD法包括PECVD法或MOCVD法。
[0020]可选地，所述衬底为亲水性衬底；所述衬底包括硅衬底或蓝宝石衬底；所述硅衬底包括Si/SiO2复合硅衬底；所述蓝宝石衬底包括A面、C面、R面及M面蓝宝石衬底中的任一种。
[0021]可选地，采用CVD法，将所述待反应结构及X粉体置于炉管中，通入惰性气体，进行加热的步骤包括：
[0022]将所述X粉体置于炉管的上游，将所述待反应结构置于所述炉管的下游；
[0023]向所述炉管中通入惰性气体；
[0024]对所述待反应结构进行加热至700℃
‑
900℃中任一温度，保持1min
‑
10min，并对所述X粉体进行加热至180℃
‑
300℃。
[0025]可选地，引入所述X蒸汽后的反应时间为2min
‑
20min中任一时间。
[0026]可选地，制备的所述MoX2/WX2横向异质结包括单层横向异质结或层数N≥2的横向异质结。
[0027]如上所述，本专利技术的MoX2/WX2横向异质结的制备方法，通过将两种金属源配置成前驱体溶液，在将前驱体溶液涂覆在衬底表面构成待反应结构后，采用CVD法，即可使得X与待反应结构进行反应，获得界面锐利的MoX2/WX2横向异质结。
[0028]本专利技术采用一种全新的机理，不需要预先将金属源在空间上进行分离，也无需在实验过程中精确控制实验参数，仅通过两种前驱体离子的还原能力的不同，即可自组装形成MoX2/WX2横向异质结；另外，通过改变X蒸汽的引入时间，还可以控制制备的MoX2/WX2横向异质结的层数。
[0029]本专利技术的制备方法重复性高、简单易行、无需复杂精确的实验操作、获得的MoX2/WX2横向异质结边界锐利，没有产生合金现象，且制备的MoX2/WX2横向异质结转移方便，可以转移到其他各种衬底，适用性较广，从而本专利技术可大大降低目前制备横向异质结的门槛。
附图说明
[0030]图1显示为实施例中MoX2/WX2横向异质结的制备方法的流程示意图。
[0031]图2显示为实施例一中MoS2/WS2双层横向异质结的光学显微镜图。
[0032]图3显示为实施例一中MoS2/WS2双层横向异质结的扫描电子显微镜图。
[0033]图4a显示为实施例一中MoS2/WS2双层横向异质结的原子力显微镜的高度图。
[0034]图4b显示为实施例一中MoS2/WS2双层横向异质结的原子力显微镜的相图。
[0035]图5显示为实施例一中MoS2/WS2双层横向异质结的拉曼光谱图。
[0036]图6显示为实施例一中MoS2/WS2双层横向异质结的扫描透射电子显微镜图。
[0037]图7显示为实施例三中MoSe2/WSe2单层横向异质结的光学显微镜图。
[0038]图8显示为实施例三中MoSe2/WSe2单层横向异质结的原子力显微镜图。
[0039]图9显示为实施例三中MoSe2/WSe2单层横向异质结的拉曼光谱图。
具体实施方式
[0040]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0041]如在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种MoX2/WX2横向异质结的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：配置钼酸钠与钨酸钠的混合溶液；在所述混合溶液中加入碱性物质，调整所述混合溶液呈弱碱性，以配置前驱体溶液；提供衬底，将所述前驱体溶液涂覆于所述衬底的表面，构成待反应结构；采用CVD法，将所述待反应结构及X粉体置于炉管中，通入惰性气体，进行加热；排出炉管中的惰性气体，引入X蒸汽，进行反应；降温处理，获得MoX2/WX2横向异质结，其中，X元素为Se元素或S元素。2.根据权利要求1所述的MoX2/WX2横向异质结的制备方法，其特征在于：所述钼酸钠包括二水合钼酸钠及无水钼酸钠中的一种或组合；所述钨酸钠包括仲钨酸钠、无水钨酸钠及二水合钨酸钠中的一种或组合。3.根据权利要求1所述的MoX2/WX2横向异质结的制备方法，其特征在于：所述钨酸钠与所述钼酸钠的质量比为30:1
‑
5:1中的任一质量比。4.根据权利要求1所述的MoX2/WX2横向异质结的制备方法，其特征在于：所述混合溶液的浓度为2mg
·
ml
‑1‑
10mg
·
ml
‑1中的任一浓度。5.根据权利要求1所述的MoX2/WX2横向异质结的制备方法，其特征在于：所述碱性物质包括碳酸钠、氨水及氢氧化钠中的一种或组合；加入所述碱性物质后，所述混合溶液的P...
【专利技术属性】
技术研发人员：王爽，于广辉，张燕辉，陈志蓥，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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