一种化学气相沉积制备二维Bi3O2.5Se2半导体薄膜的方法技术

本发明专利技术公开了一种化学气相沉积制备二维Bi<subgt;3</subgt;O<subgt;2.5</subgt;Se<subgt;2</subgt;半导体薄膜的方法，属于二维半导体材料领域。包括如下步骤：采用Se源(单质Se粉末)，不同种类Bi源(次碳酸铋，柠檬酸铋，铋单质，乙酸铋，硝酸铋，氢氧化铋)作为前驱体，将上述两种前驱体依次放置在管式炉中心，载气为氩气，并在微量的氧气或者氢气的辅助下，在云母衬底上完成化学气相沉积，沉积所得即为新型超薄Bi<subgt;3</subgt;O<subgt;2.5</subgt;Se<subgt;2</subgt;半导体薄膜。该合成方法简单、可靠、经济，可以得到厚度可控的高质量二维Bi<subgt;3</subgt;O<subgt;2.5</subgt;Se<subgt;2</subgt;单晶，且其具有较大的带隙(～1.2eV)、超高的电子迁移率、优异的空气稳定性，可以用于制备高性能晶体管器件、光电器件、光伏器件、以及突触晶体管器件等，在微电子器件领域具有重要研究和应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于二维半导体材料领域，具体涉及一种利用不同种类铋源作为前驱体进行化学气相沉积合成新型高迁移率二维bi3o2.5se2半导体薄膜的方法。
技术介绍
随着集成电路步入亚三纳米技术节点，传统的硅基电子器件面临迁移率衰退、漏电流增加等瓶颈问题，摩尔定律日趋走向物理极限。与传统非层状硅基材料相比，二维半导体材料因其具有原子级厚度的天然优势，能够有效克服在晶体管尺寸微缩中带来的短沟道效应等问题，有望突破传统半导体材料的限制，延续摩尔定律并引领半导体集成电路进一步发展。在众多的二维半导体材料中，以bi2o2se为代表的铋基硒氧化合物凭借其超高的电子迁移率、良好的空气稳定性而使其受到了半导体同行们的大量关注，是一类极具潜力的半导体芯片材料。然而，对铋基硒氧化物材料体系中其他材料成员的开发报道，依旧稀少。不同前驱体的选择，往往会影响cvd薄膜的晶体质量、载流子浓度等，是一种调控半导体薄膜性能的有效手段之一。然而，迄今为止，二维bi3o2.5se2材料的合成方法报道还比较少，仅存在以bi2o3为铋基前驱体进行cvd制备的方法。因此亟需完善和丰富该材料的cvd制备方法学，探索以不同种类铋源为前本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种化学气相沉积制备二维Bi3O2.5Se2半导体薄膜的方法，是利用不同种类铋源进行化学气相沉积生长，制备二维Bi3O2.5Se2半导体薄膜方法，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述化学气相沉积在基底上进行，所述基底为云母，化学式为KMg3(AlSi3010)F2。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述化学气相沉积步骤中，载气为氩气，柠檬酸铋、铋单质粉末、乙酸铋辅助气体为微量氧气；硝酸铋、氢氧化铋辅助气体为微量氢气；次碳酸铋不需要辅助气体；

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：所述化学气相沉积在管...

【技术特征摘要】

1.一种化学气相沉积制备二维bi3o2.5se2半导体薄膜的方法，是利用不同种类铋源进行化学气相沉积生长，制备二维bi3o2.5se2半导体薄膜方法，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述化学气相沉积在基底上进行，所述基底为云母，化学式为kmg3(alsi3010)f2。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述化学气相沉积步骤中，载气为氩气，柠檬酸铋、铋单质粉末、乙酸铋辅助气体为微量氧气；硝酸铋、氢氧化铋辅助气体为微量氢气；次碳酸铋不需要辅助气体；

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于：所述化学气相沉积在管式炉中进行。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：se原料和bi源位于所述管式炉的中心位置，基底位于所述管式炉中心位置的下游9-15cm。

6.根据权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴金雄，王兵，何育彧，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：