一种制备二维碲烯薄膜的化学气相沉积方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114182230A(43)申请公布日2022.03.15(21)申请号202111425591.3(22)申请日2021.11.26(71)申请人香港理工大学深圳研究院地址518057广东省深圳市南山区粤海街道高新技术产业园南区粤兴一道18号香港理工大学产学研大楼205室(72)发明人柴扬王聪(74)专利代理机构深圳市君胜知识产权代理事务所(普通合伙)44268代理人刘芙蓉(51)Int.Cl.C23C16/28(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种制备二维碲烯薄膜的化学气相沉积方法(57)摘要本发明公开一种制备二维碲烯薄膜的化学气相沉积方法，该方法包括步骤：将生长衬底和辅助衬底放置于化学气相沉积炉中，所述辅助衬底位于所述生长衬底下方，向所述化学气相沉积炉中通入惰性气体，并加入晶体碲，进行二维碲烯薄膜的生长，在所述生长衬底上得到二维碲烯薄膜；其中，所述辅助衬底为金属衬底，所述金属能够和碲形成合金。本发明利用化学气相沉积的方法，通过引入金属衬底，旨在通过在生长过程中碲和金属形成固溶体之后，在整个生长过程中使得碲源均匀可控地从该共熔体提供，最终制备了高质量的二维碲烯薄膜。本发明可以避免传统气相沉积方法中采用固体前驱体在生长过程中的时间空间分布不均问题，避免了最终产品的厚度不均匀性。CN114182230ACN114182230A权利要求书1/1页1.一种制备二维碲烯薄膜的化学气相沉积方法，其特征在于，包括步骤：将生长衬底和辅助衬底放置于化学气相沉积炉中，所述辅助衬底位于所述生长衬底下方，向所述化学气相沉积炉中通入惰性气体，并加入晶体碲，进行二维碲烯薄膜的生长，在所述生长衬底上得到二维碲烯薄膜；其中，所述辅助衬底为金属衬底，所述金属能够和碲形成合金。2.根据权利要求1所述的制备二维碲烯薄膜的化学气相沉积方法，其特征在于，所述生长衬底为云母衬底、蓝宝石衬底中的一种。3.根据权利要求2所述的制备二维碲烯薄膜的化学气相沉积方法，其特征在于，所述生长衬底为云母衬底。4.根据权利要求1所述的制备二维碲烯薄膜的化学气相沉积方法，其特征在于，所述辅助衬底为铜箔。5.根据权利要求1所述的制备二维碲烯薄膜的化学气相沉积方法，其特征在于，所述化学气相沉积炉为单温区管式炉。6.根据权利要求1所述的制备二维碲烯薄膜的化学气相沉积方法，其特征在于，所述生长温度为500℃至700℃。7.根据权利要求1所述的制备二维碲烯薄膜的化学气相沉积方法，其特征在于，所述生长时间为5分钟至30分钟。8.根据权利要求1所述的制备二维碲烯薄膜的化学气相沉积方法，其特征在于，所述惰性气体的流量为50sccm至200sccm。9.根据权利要求1所述的制备二维碲烯薄膜的化学气相沉积方法，其特征在于，所述惰性气体为氩气或氮气。10.根据权利要求1所述的制备二维碲烯薄膜的化学气相沉积方法，其特征在于，具体包括步骤：将云母衬底和铜箔放置于管式炉中，所述铜箔位于所述云母衬底下方，向所述化学气相沉积炉中通入氩气，并加入晶体碲，进行二维碲烯薄膜的生长，在所述生长衬底上得到二维碲烯薄膜。2CN114182230A说明书1/5页一种制备二维碲烯薄膜的化学气相沉积方法技术领域[0001]本发明涉及二维材料技术领域，尤其涉及一种制备二维碲烯薄膜的化学气相沉积方法。背景技术[0002]近年来，二维原子晶体因其在光学、电学、力学等各方面优异的性能在光电子，能源，催化等各个领域得到了广泛的应用，成为半导体材料领域一个新的研究热点。其中，第六主族的碲烯由于其新奇的结构和性能逐渐成为除了磷烯，锡烯等单元素材料之外的另一种新兴的热门材料。碲是硫族元素的成员之一，晶体碲是一种P型的窄带隙半导体，室温下带隙大小在0.33ev左右，可用于电子、光电子、热电、压电等各个领域，而这些广泛的应用都归因于碲烯的独特构型，它是由螺旋链状和六角框架构成的链状结构，其中每一个螺旋链都是由碲原子紧密堆积而成，这些螺旋链又进一步构成六角框架最终形成碲烯。正是由于这种独特的构型，基于碲的材料在合成过程中都会出现一定的各向异性，因此可控的生长二维碲烯依旧具有极大的挑战。[0003]目前，绝大多数的二维碲烯合成方法都是采用传统的液相法来制备，液相法虽然能够获得薄层甚至是单层的二维碲烯，但是最终产品的缺陷较多并且器件性能很难得到提升。除此之外，部分课题组采用分子束外延和物理气相沉积的方法得到了碲烯，但是合成产物的厚度和尺寸都有一定的限制，无法得到大规模的应用。[0004]因此，现有技术仍有待于改进和发展。发明内容[0005]为了解决现在有技术中存在的问题，本发明提供了一种制备二维碲烯薄膜的化学气相沉积方法，旨在解决现有方法制备的二维碲烯