单层二硒化钨的生产

单层二硒化钨凭借着独特的物理化学性质,广泛应用于电子器件、光伏设备等领域中。然而,生产它却十分困难,如常用的化学沉积(CVD)法存在氧化钨和硒源难以蒸发的问题。为了解决上述的不足,有研究者对传统的CVD方法进行了改进,具体步骤如下:

单层二硒化钨的生产图片

(1)选取两片衬底,并采用标准RCA清洗工艺对其进行清洗,选取两只石英舟分别作为钨舟和硒舟;

(2)将1-100mg的NaCl溶于5mL去离子水中制成盐溶液,将2-20μL的盐溶液滴在第一片衬底前端,再在热板上加热至去离子水完全气化;

(3)在第一片衬底中心盛放3-300mg的WO3后,将其置于钨舟中,把第二片衬底盖在WO3上方的1mm-10mm位置,再将钨舟置于管式炉高温区,随后在硒舟中加入10-500mg的硒粉,并将硒舟置于管式炉低温区;

(4)将高温区升温至100-150℃,使用100-1000sccm流量的氩气吹扫反应腔体15分钟到2小时;

(5)将氩气流量调节至10sccm-200sccm,同时使高温区迅速升温至300-700℃;

(6)降低升温速率,在高温区温度达到600-850℃时,对低温区独立加热,使其中的Se融化并与WO3反应3-60分钟;

(7)自然降温,待温度降至100℃以下,将样品取出密封,即完成单层二硒化钨单晶的制备。

单层二硒化钨的生产图片

该生产方法的优势在于:1)减少了反应条件,增加了系统的安全性,即不使用氢气;2)使用NaCl的使用,消除了WO3原材料中毒反应的可能,同时采用移液枪精确控制NaCl加入量的方法;3)独立控温区的使用,能够精确控制WSe2形核和生长过程。

 

 

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