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(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(10)申请公布号CNCN103614777103614777A(43)申请公布日2014.03.05(21)申请号201310629635.3(22)申请日2013.11.29(66)本国优先权数据201310481827.42013.10.15CN(71)申请人中国科学院理化技术研究所地址100190北京市海淀区中关村东路29号(72)发明人孟祥敏夏静黄兴(74)专利代理机构北京正理专利代理有限公司11257代理人张文祎(51)Int.Cl.C30B29/46(2006.01)C30B1/10(2006.01)C30B29/64(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图7页附图7页(54)发明名称一种大面积单层和几层二硒化钼单晶片的制备方法(57)摘要本发明公开了一种大面积单层和多层二硒化钼单晶片的制备方法,该方法包括如下步骤:1)衬底的清洗;2)将衬底、三氧化钼粉末和硒粉放入反应炉中;3)给反应炉内抽真空,充入不活泼气体;4)反应炉内升温、反应、自然降温;取出衬底,衬底上得到大面积反应产物。该法操作简单、重复性高、可控性强,制备出的MoSe2具有面积大、均匀性好、质量高等优点,在太阳能电池、场效应晶体管、光催化制氢等领域中具有重要的研究价值和广泛的应用前景。CN103614777ACN103647ACN103614777A权利要求书1/1页1.一种大面积单层和几层二硒化钼单晶片的制备方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:1)衬底的清洗;2)将衬底、三氧化钼粉末和硒粉放入管式炉中;3)管式炉抽真空,充入不活泼气体;4)管式炉升温、反应、自然降温;取出衬底,衬底上得到大面积反应产物。2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤1)所述衬底选自二氧化硅/硅,陶瓷片、石英片或蓝宝石片。3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤2)所述衬底、三氧化钼和硒粉分别置于管式炉内不同的位置,所述衬底放置于炉内高温加热区下游,距高温中心1-10cm处;所述三氧化钼先置于第一陶瓷舟中,所述第一陶瓷舟置于炉内高温加热区;所述硒粉先置于第二陶瓷舟中,所述第二陶瓷舟置于炉内高温加热区的上游,距高温中心5-15cm处。4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤2)所述三氧化钼粉末的纯度大于99.9%。5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤3)所述抽真空指将管式炉内压强降至0.1Pa;所述充入不活泼气体指充入不活泼气体使炉腔内初始压强为1-100KPa,然后降低不活泼气体充气速率至5-100sccm。6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤3)所述不活泼气体选自氩气、氮气、氦气或氖气。7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤4)所述升温指将炉内高温区升温至700-1000℃,升温速率为10-25℃/min,反应时间为5-30min,所述大面积反应产物为大面积层状二硒化钼。2CN103614777A说明书1/5页一种大面积单层和几层二硒化钼单晶片的制备方法技术领域[0001]本发明涉及纳米半导体技术领域,特别是涉及一种大面积单层和几层二硒化钼单晶片的制备方法。背景技术[0002]石墨烯具有优异的光学、电学、力学以及热学性质,在电子信息、通讯技术、生物、催化、传感等领域都有着巨大的潜在应用价值,已经成为当今最受人关注的二维纳米材料之一。2004年,英国曼彻斯特大学的物理学家安德烈·盖姆(Geim)及其学生康斯坦汀·诺沃肖洛夫(Novoselov)用普通胶带成功地从石墨中剥离出了石墨烯(Graphene),从而推翻了石墨烯无法单独存在的理论。然而,石墨烯的带隙宽度(Eg)为0eV,这一缺陷大大限制了石墨烯在半导体电子学以及光电子学领域中的应用。为此,人们将目光转而投向二维半导体纳米材料制备和性质研究上。近期的研究成果表明MoSe2是一种优异的二维半导体纳米材料,基于几个分子层厚度的MoSe2场效应晶体管已经被成功开发出,其开/关电流比高达106(LarentisS,FallahazadB,TutucE.Field-effecttransistorsandintrinsicmobilityinultra-thinMoSe2layers.AppliedPhysicsLetters,2012,101(22)),因此有望弥补石墨烯在半导体电子学以及光电子学领域应用的不足。此外,MoSe2还具备诸多优异的物理特性:(1)带隙的厚度依赖性,当MoSe2由块体材料变为单分子层时,其能带结构可由间接带隙(Eg=1.1eV)转变为直接带隙(Eg=1.55eV)(TongayS,ZhouJ,AtacaC,etal.Ther