一种周期性孔阵列二维材料及其可控制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及二维材料的可控刻蚀领域，具体公开了一种二维材料周期性孔阵列可控制备方法，采用激光对MX2二维材料进行阵列化刻蚀，得到周期性的点缺陷阵列MX2二维材料；所述的M为金属元素，所述的X为S、Se中的至少一种；将点缺陷阵列MX2二维材料在载气中退火处理，并通过控制载气类型制得不同类型孔形貌的周期性孔阵列二维材料；具体包括以下实施方式。本发明专利技术能够实现阵列孔的可控制备，且制备的阵列孔的结构、形态和界面优异。形态和界面优异。形态和界面优异。

【技术实现步骤摘要】
一种周期性孔阵列二维材料及其可控制备方法和应用


[0001]本专利技术属于纳米材料领域，涉及周期性孔阵列的制备方法。
技术背景
[0002]自2004年以来，石墨烯的发现引发了人们对于二维层状材料的研究快速发展，由于二维材料提供的许多有趣特性，它们将有望在电子学、光电子学、自旋电子学、催化等领域大放异彩
[1
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5]。目前为止，将二维材料成功集成到实际应用中的主要难点为实现大面积、高质量材料的大规模生长，采用化学气相沉积法获得晶圆级二维纳米片成为了一种通用制备策略而受到了广泛的欢迎
[6
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12]。尽管如此，二维材料的生长机理尚未完全揭示，研究人员迫切的需要探究其他可靠手段来阐明二维材料的生长过程。
[0003]有鉴于此，刻蚀作为一种反向生长的过程
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14]，在研究材料生长机制方面具有重要意义。晶体生长过程中，原子在材料的前沿外延，而与晶体生长过程不同，刻蚀却是去除二维材料边缘或缺陷周围的原子。由于二维材料晶体边缘结构对其性能的深远影响，研究刻蚀过程，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二维材料周期性孔阵列可控制备方法，其特征在于，步骤包括：步骤(1)：采用激光对MX2二维材料进行阵列化刻蚀，得到周期性的点缺陷阵列MX2二维材料；所述的M为金属元素，所述的X为S、Se中的至少一种；步骤(2)：将点缺陷阵列MX2二维材料在载气中退火处理，并通过控制载气类型制得不同类型孔形貌的周期性孔阵列二维材料；具体包括以下实施方式：方式a：退火阶段的载气为含氢气氛下，退火处理得到具有周期性正向三角形孔阵列的MX2二维材料；方式b：退火阶段的载气为保护性气氛下，退火处理得到具有周期性六边形孔阵列的MX2二维材料；方式c：退火阶段的载气为含X源的气氛，退火处理得到具有周期性反三角形孔阵列的MX2二维材料。2.如权利要求1所述的二维材料周期性孔阵列可控制备方法，其特征在于，M为金属元素为W、Mo中的至少一种；所述的MX2二维材料还可以采用过渡金属的卤化物、卤氧化物、碳化物或氮化物中的至少一种替换。3.如权利要求2所述的二维材料周期性孔阵列可控制备方法，其特征在于，基于PVD或CVD方法制得所述的MX2二维材料；优选地，所述的MX2二维材料由MX2原料在保护性载气下进行PVD沉积制得；进一步优选，所述的MX2二维材料为WS2，其PVD沉积温度为1150
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1250℃，PVD沉积时间为2
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10min，保护性载气流量为45
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100sccm；更进一步优选，PVD沉积温度为1195
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1200℃，PVD沉积时间为2
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7min，保护性载气流量为45
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75sccm；进一步优选，所述的MX2二维材料为WSe2，PVD沉积的温度为1120
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1200℃，PVD沉积的时间为2
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8min，保护性载气的流量为80
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150sccm，更进一步优选，PVD沉积的温度为1120
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1190℃，PVD沉积的时间为2
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5min，保护性载气的流量为80
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120sccm；进一步优选，所述的MX2二维材料为MoS2，PVD沉积的温度为1180
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1250℃，PVD沉积的时间为10
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40min，保护性载气流量为60
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120sccm，更进一步优选，PVD沉积的温度为1180
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1200℃，PVD沉积的时间为10
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30min，保护性载气流量为80
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120sccm；优选地，所述的保护性载气为惰性气体；优选地，采用变气技术进行PVD沉积处理，也即是在升温PVD沉积温度阶段采用逆向气流，当温度达到PVD沉积温度后变更为正向气流。4.如权利要求1所述的二维材料周期性孔阵列可控制备方法，其特征在于，步骤(1)中，采用定点激光辐照的设备进行所述的激光烧蚀；优选地，所述的定点激光辐射的设备为激光共聚焦显微拉曼...

【专利技术属性】
技术研发人员：段曦东，黄子为，邓伟，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：