一种可控生长的WSe2薄片及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于过渡金属硫族化合物二维材料技术领域，公开了一种可控生长的WSe2薄片及其制备方法和应用。该方法是先将氩气气流从SiO2/Si衬底流向WSe2粉末方向并调节压力，将氩气流速降至30～50sccm，同时升温至1100～1130℃时，将氩气流速降至0sccm，并将氩气气流改为从WSe2粉末流向SiO2/Si衬底的方向，将氩气流速升至100～130sccm，在1100～1130℃下生长8～15min，在通气的条件下冷却至室温，得到可控生长的WSe2薄片。本发明专利技术通过控制反应时间和气流速率实现WSe2薄片的可控生长，使WSe2具有不同晶相和层数，为制备新型的光电探测器提供可能性。供可能性。供可能性。

【技术实现步骤摘要】
一种可控生长的WSe2薄片及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于过渡金属硫族化合物(TMDs)二维材料生长
，更具体地，涉及一种可控生长的WSe2薄片及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]在过渡金属硫族化合物中，其晶体一般来说有1T
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三角形、2H
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正六边形和3R
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菱形三种相。WSe2作为TMDs二维材料中的一种，生长出来的材料最常见的晶相是1T
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三角形和2H
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正六边形，生长技术通常是利用气相沉积来生长材料，气相沉积是指将前驱体加热气化，利用气相中发生的物理、化学反应，在衬底表面沉积合成涂层、薄膜或纳米材料的技术，按其反应本质分为物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)。目前，无论是PVD生长还是CVD生长，最终生长出来的WSe2大多数是单一晶相的材料，同时，生长出来的双层或多层重叠的WSe2几乎也是单一晶相的重叠。另外，对于重叠WSe2的生长更多的是偶然情况，即生长重叠WSe2时，生长条件和重叠层数缺乏可控性和重复性。因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可控生长的WSe2薄片的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：S1.将WSe2粉末放在干净的石英舟A中，并把石英舟A放在管式炉热温区的正中间位置；再将清洗的SiO2/Si衬底向上平放在干净的石英舟B中，并把石英舟B放在距离热温区正中间12～15cm的气流下游位置；S2.开启氩气瓶的开关，控制氩气气流从SiO2/Si衬底流向WSe2粉末方向，同时将压力调为0.1～0.3MPa，然后用100～200sccm流速的氩气在管式炉中通气10～20min；保持通气的气流方向，将氩气流速降至30～50sccm，同时在120min内将管式炉的热温区升至1100～1130℃；当温度将到达1100～1130℃时，将氩气流速降至0sccm，并将气流方向改成从WSe2粉末流向SiO2/Si衬底的方向，然后将氩气流速升至100～130sccm，在1100～1130℃下生长8～15min，生长结束后保持WSe2粉末流向SiO2/Si衬底的气流方向，将氩气流速降至10～30sccm，然后在通气的条件下冷却至室温，得到可控生长的WSe2薄片。2.根据权利要求1所述的可控生长的WSe2薄片的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述氩气流速为100～120sccm，在1100～1130℃下生长的时间为8～15min时，得到WSe2薄片为具有1T单晶相的单层WSe2薄片；所述单层WSe2薄片的厚度为1～2nm，所述1T单晶相的边长为50～100μm。3.根据权利要求2所述的可控生长的WSe2薄片的制备方法，其特征在于，所述氩气流速为120sccm且在1100～1130℃下生长的时间为8～9min时，或者所述氩气流速为100sccm且在1100～1130℃下生长的时间为13～15min时，得到WSe2薄片为具有1T单晶相的单层WSe2薄片。4.根据权利要求1所述的可控生长的WSe2薄片的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述氩气流速为110～120sccm，在1100～1130℃下生长的时间为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗中通，郑照强，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：