化學氣相沉積方法製備硒摻雜二硫化鎢

單層二硫化鎢的能帶隙達到2.0eV，而單層二硒化鎢的能帶隙達到1.7eV。較大的能帶隙和較高的載流子遷移率，使它們在光電領域具有廣闊的應用前景。為了實現帶隙可調的二維層狀半導體材料的製備，研究者利用化學氣相沉積方法，即通過改變硫/硒元素的比例製備出帶隙可調的大尺寸硒摻雜二硫化鎢，同時這也表明了該技術打破了現有技術的瓶頸。

一種大尺寸單層硒分區摻雜二硫化鎢薄膜材料的製備方法，採用常壓化學氣相沉積法和雙溫區管式爐，以Al2O3為生長基板，採用WO3作為鎢源，昇華硫粉作為硫源，硒粒作為硒源，得到尺寸為1000-2000平方微米的單層硒分區摻雜二硫化鎢薄膜材料，製備過程如下：

（1）將Al2O3基板置於盛有鎢源的石英舟之上，並將該石英舟置於雙溫區管式爐的高溫區；將盛有硫源和硒源的石英舟置於雙溫區管式爐低溫區，其中硫源和硒源的品質比S:Se為0.25-4，並將雙溫區管式爐封裝起來；

（2）在氬氣氣氛下使反應腔室的壓強為常壓，設置雙溫區管式爐中低溫區的加熱速率為7-8℃/min，30-40min後升至反應溫度240-280℃，並維持這個反應溫度15-20min；設置雙溫區管式爐中高溫區的加熱速率為20-22.5℃/min，40-50min後升至反應溫度900-1000℃，並維持這個反應溫度5-10min；等反應結束後自然降至室溫，即可得到產物。

在步驟（1）之前，對生長基板Al2O3的預處理方法可以如下：分別在去離子水、丙酮、三氯甲烷和異丙醇溶液中超聲的方式清洗去除基板表面的有機物質雜質，使用前再用去離子水沖洗基板，並用氮氣槍吹幹。

該製備方法簡便易操作、時間短、重複性好，對儀器設備要求低，而且得到的產品品質高、均勻性好、尺寸比普通的硒摻雜二硫化鎢大一個數量級，能更好地應用到光開關、光電電晶體、光探測器等領域。

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