一种硫化锡/二硫化钼混合维度范德华异质结的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114959635A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210479949.9(22)申请日2022.05.05(71)申请人中国计量大学地址310018浙江省杭州市学源街258号中国计量大学(72)发明人舒海波盛创伟张铭松张颖黄杰(51)Int.Cl.C23C16/30(2006.01)B01J27/051(2006.01)C23C16/52(2006.01)C23C16/56(2006.01)H01L31/032(2006.01)H01L31/18(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种硫化锡/二硫化钼混合维度范德华异质结的制备方法(57)摘要本发明公开了一种硫化锡/二硫化钼混合维度范德华异质结的制备方法，其制备方案包括以下步骤：首先以氧化钼粉末和硫粉作为反应前驱体，氩气作为载气，在双温区管式炉中加热反应生长出单层二硫化钼；然后以硫化锡粉末和硫粉作为反应前驱体，氩气作为载气，以生长有二硫化钼的衬底作为生长基底，在双温区管式炉中加热反应生长出硫化锡/二硫化钼混合维度范德华异质结。本发明制备的异质结由一维硫化锡和二维单层的二硫化钼所构成，所述硫化锡纳米线外延生长在所述二硫化钼的表面；该异质结材料化学性质稳定，光谱响应范围宽，且具有II型的能带结构便于光生载流子分离，在光电器件领域具有广泛的应用前景。本发明所采用的分步化学气相沉积法制备所述硫化锡/二硫化钼混合维度范德华异质结具有晶体质量高、制备成本低、工艺CN114959635A简单、可重复高等优点。CN114959635A权利要求书1/1页1.一种硫化锡/二硫化钼混合维度范德华异质结的制备方法，包括以下步骤：步骤1：采用无水乙醇将双温区管式炉擦拭干净，并在600℃高温条件下对管式炉进行退火处理，退火期间用300sccm高纯氩气进行冲洗；步骤2：选用1cm×1cm的SiO2/Si衬底依次在丙酮、去离子水和无水乙醇溶液中浸泡并超声清洗，之后冲洗风干备用；步骤3：将硫粉末和氧化钼粉末分别放置于双温区管式炉的第一温区中心和第二温区中心；将清洗干净的衬底放置于盛有氧化钼粉末的石英舟之后，打开真空泵将双温区管式炉内压力抽至10pa以下，抽气完成后在管式炉内通入300sccm的氩气进行清洗，重复2‑3次；步骤4：冲洗结束后设置载气流速，使管式炉两个温区在稳定的载气流速下分别升至目标生长温度，保温生长获得单层的二硫化钼样品，待反应结束后等管式炉自然冷却到室温，取出二硫化钼样品备用；步骤5：将硫粉末和硫化锡粉末分别放置于双温区管式炉的第一温区中心和第二温区中心；将生长有二硫化钼的衬底放置于盛有硫化锡粉末的石英舟之后，打开真空泵将双温区管式炉内压力抽至10pa以下，抽气完成后在管式炉内通入300sccm的氩气进行清洗，重复2‑3次；步骤6：冲洗结束后设置载气流速，在稳定的载气流速下使管式炉第二温区匀速升至目标生长温度，保温生长硫化锡/二硫化钼混合维度范德华异质结，待反应结束后，管式炉自然冷却到室温；其特征在于，所述步骤3中，硫粉末与氧化钼粉末质量比为2.6：1，衬底放置于盛有氧化钼粉末的石英舟之后2cm；所述步骤4中，载气流速为60sccm，第一温区目标温度为200℃，第二温区目标温度680℃~700℃；所述步骤5中，硫粉末与硫化锡粉末质量比为3：1，生长有二硫化钼的衬底放置于盛有硫化锡粉末的石英舟之后6cm；所述步骤6中，载气流速为60sccm，第一温区不工作，第二温区目标温度680℃~720℃。2.根据权利要求1所述的一种硫化锡/二硫化钼混合维度范德华异质结的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，第二温区目标温度最优为700℃；所述步骤6中，第二温区目标温度最优为700℃。3.根据权利要求1所述的一种硫化锡/二硫化钼混合维度范德华异质结的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，第一温区的升温时间为40min，保温时间为15min，第二温区的升温时间为40min，保温时间为15min；步骤6中，第二温区升温时间为60min，保温时间为30min。2CN114959635A说明书1/5页一种硫化锡/二硫化钼混合维度范德华异质结的制备方法技术领域[0001]本发明属于低维半导体异质结材料与器件领域，具体涉及一种硫化锡/二硫化钼混合维度范德华异质结的制备方法。背景技术[0002]低维层状的金属硫族化合物因为具有较高的结构稳定性以及优异的光学、电子和电化学性质在纳米电子、光电器件、能源转换和存储领域展现出广泛的应用前景。在这些金属硫族化合物材料中，硫化锡（SnS）是一种储量丰富、无毒稳定的窄带半导体材料，带隙值约为1.1eV，在制备合成过程中因容易形成锡空位缺陷从而表现出p型特征；二硫化钼（M