一种铌掺杂二维硫化钨晶体材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铌掺杂二维硫化钨晶体材料的制备方法，采用化学气相沉积法，以Si/SiO2为衬底，金属钨箔为钨源，金属铌箔为铌源，生长衬底倒扣在金属钨箔上，金属铌箔面积小于金属钨箔面积，生长衬底一端直接与金属钨箔接触，另一端在铌源的正上方，与硫蒸气反应，在衬底上制备得到了一种铌掺杂二维硫化钨晶体材料。所得的单层铌掺杂硫化钨晶体材料，可作为晶体管的沟道材料应用于超薄高效场效应晶体管领域。管领域。管领域。

【技术实现步骤摘要】
一种铌掺杂二维硫化钨晶体材料的制备方法


[0001]本专利技术属材料制备
，尤其涉及一种铌掺杂二维硫化钨晶体材料的制备方法。

技术介绍

[0002]自石墨烯发现以来，具有优异光、电、热学性能的超薄二维半导体材料，如过渡金属二硫化物(TMDs)、黑磷、氮化硼(BN)等，备受关注，而且在场效应晶体管、光探测器、发光二极管、能源等领域有着可期的应用潜力。与块材相比，以二硫化钨(WS2)为代表的薄层二维TMDs具有与层数相关的间接
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直接带隙转变、可调带宽、高的光发射效率、丰富的激子、良好的柔性等优异特性。截止目前，已利用化学气相沉积法、脉冲激光沉积法、金属有机化学气相沉积法等方法制备出多种形貌各异的单层TMDs晶体，不同形貌以及不同层数二维TMDs晶体生长的研究，有助于明确其生长过程并确立其内在的生长机制，从而极大地促进了二维原子晶体的可控生长。高品质二维TMDs原子晶体的可控生长，有望加快实现其在高性能、低能耗超薄光电子器件领域的应用。
[0003]WS2晶体可呈现出优异的物理特性，如从块体到单层，不仅可以从间接带隙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铌掺杂二维硫化钨晶体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、以Si/SiO2为生长衬底，金属铌箔为铌源，金属钨箔为钨源，硫粉为硫源；S2、双温区水平管式炉按照气流方向依次设定为硫源温区和沉积温区，将两个石英舟置于同一石英管内，石英管置于管式炉内，其中一个石英舟放置硫源，位于硫源温区，另一个放置铌源、钨源、生长衬底，将金属铌箔平铺在金属钨箔的一端表面上，该端靠近硫源温区，金属铌箔面积小于金属钨箔面积，将衬底倒扣在金属钨箔正上方，衬底靠近硫源温区的一端用石英柱支撑，另一端与金属钨箔接触，该石英舟位于沉积温区；S3、先对石英管抽真空，再向石英管中通入惰性气体，对硫源温区和沉积温区升温，硫源温区的目标温度为260
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280℃，沉积温区的目标温度为890
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910℃，两个温区同时升至设定目标温度值；S4、硫蒸气被惰性气体输送到沉积温区与钨反应，反应时间为15
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25分钟，在衬底上得到铌掺杂二维硫化钨晶体材料，反应结束后在惰性气体保护下冷却至室温。2.如权利要求1所述的一种铌掺杂二维硫化钨晶体材料的制备方法，其特征在于，Si/SiO2生长衬底为不含有催化剂及种子层的硅片，尺寸为1cm
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3cm。3.如权利要求1所述的一种铌掺杂二维硫化钨晶体材料的制备方法，其特征在于，金属铌箔的质量纯度为99.99％，尺寸0.5cm

【专利技术属性】
技术研发人员：陈飞，夏媛，吕秋燃，苏伟涛，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：