【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无机化合物半导体纳米材料，具体涉及一种二硒化铪及其制备方法。
技术介绍
1、硅，作为地球上分布最广的元素之一，因其与互补金属氧化物半导体制造工艺兼容，使其成为传统半导体器件的首选材料。单位面积内所集成的硅基电子元器件的数量也越来越多，但是高度的集成导致芯片的发热，从而极大的降低了芯片的信息处理能力。同时硅基半导体器件受困于摩尔定律，其加工工艺已经到达了瓶颈。伴随着半导体器件集成化，智能化和多功能化的飞速发展，对光电探测器可工作的波长范围，工作条件，器件的柔性等都提出了更高的要求，为了满足新纳米时代的需求，突破传统半导体的瓶颈，寻找到能弥补传统半导体材料不足之处的新材料势在必行。
2、二维半导体具有独特的结构，优异的物理性能和诸多潜在的器件应用，近年来备受人们的关注。相对于广为研究的vib族过渡族金属硫族化合物，ivb族的二硒化铪具有更为突出的物理性质。已经有理论计算表明，二硒化铪的带隙可以达到0.45 ev，室温下的声子迁移率可达到3579 cm2·v-1·s-1。在室温环境下比较敏感，在空气中放置一段时间其表面的二硒化铪层会发生氧化在表面形成具有高介电常数的绝缘体氧化铪，氧化铪的介电常数值范围在16-20，而二氧化硅的介电常数值仅为4，在硅基电子中逐渐被具有高介电常数的绝缘体所取代，因为高介电常数的材料可以解决传统栅介质二氧化硅减薄所带来的栅极隧穿电流过大和电子迁移率降低等问题，同时在保持相同的电容和更低的漏电流情况下进一步缩小器件的尺寸。
3、现阶段，化学气相输运法、机械剥离法、分子束外
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。由此，本专利技术提出了一种二硒化铪及其制备方法。该方法是制备二硒化铪的普适性方法，操作简单，成本低廉，可控性好。进一步地，制备得到的二硒化铪厚度可调，可以进一步应用于光学、电学等方面的性能研究。
2、在本专利技术的第一个方面，本专利技术提出一种二硒化铪的制备方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：
3、（1）将四氯化铪和硒粉分别放入第一刚玉舟中，将其放置于管式炉中心温区上游；
4、（2）取碱金属盐放入第二刚玉舟中，将其放置于管式炉内中心温区；
5、（3）将清洗后的生长衬底放置于第三刚玉舟中，将其放置于管式炉中心温区下游；
6、（4）以氢气和氩气混合气体作为载气，管式炉的温度设定分为四个阶段发生化学气相沉积反应。
7、在本专利技术的第二个方面，本专利技术提出了一种二硒化铪。根据本专利技术的实施例，所述二硒化铪采用上述方法制备得到。
8、综上，相较现有技术，本专利技术具有以下优点：
9、（1）本专利技术采用化学气相沉积法制备二硒化铪，相较于化学气相输运法，本专利技术的二硒化铪厚度可随生长参数变化进行调节，具有较好的可控性；相较于分子束外延法，本专利技术采用的方法操作简单，设备成本低廉。本专利技术的方法所制备得到的二硒化铪可以进一步应用于光学、电学等方面的性能研究。
10、（2）本专利技术基于反应热力学，采用具有较低熔点的四氯化铪作为反应的铪源，硒粉作为反应的硒源，通过优化前驱体供给在时间和空间上的均匀性，解决了源供给不均匀的难题，确保二者在参与反应的温区中具有相同的蒸汽压，实现近稳态供源，同时通过调整生长衬底位置来控制沉积温度，最终实现了二硒化铪的生长。
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1.一种二硒化铪的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（3）中，所述清洗生长衬底的步骤包括：依次采用丙酮、异丙醇和去离子水对所述生长衬底进行超声清洗，所述超声清洗的时间为10-30 min，功率45W-90W，然后用氮气将清洗后的生长衬底吹干。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤（3）中，所述生长衬底包括带有二氧化硅的硅晶圆片或单晶二氧化硅。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述四氯化铪和所述硒粉在所述第一刚玉舟中的间隔为1-3 cm，且所述第一刚玉舟距离中心温区16-20 cm。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述碱金属盐包括氯化钠和氯化锂中的至少之一。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述碱金属盐、所述四氯化铪与所述硒粉的质量比为（1-10）：（10-80）：（100-200）。
7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤（3）中，所述第三刚玉舟距离中心温区12-16 cm。
8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤（4）中，所述化学气相沉积反应包括：
9.一种二硒化铪，其特征在于，所述二硒化铪采用权利要求1-8中任一项所述的方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种二硒化铪的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（3）中，所述清洗生长衬底的步骤包括：依次采用丙酮、异丙醇和去离子水对所述生长衬底进行超声清洗，所述超声清洗的时间为10-30 min，功率45w-90w，然后用氮气将清洗后的生长衬底吹干。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤（3）中，所述生长衬底包括带有二氧化硅的硅晶圆片或单晶二氧化硅。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述四氯化铪和所述硒粉在所述第一刚玉舟中的间隔为1-3 cm，且所述第一刚玉舟距离中心温区16-20 c...
【专利技术属性】
技术研发人员：安博星，王雅洁，肖永厚，李玉善，刘旭，梁正奇，
申请(专利权)人：大连理工大学盘锦产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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