单层二硫化钨薄膜的生产

二维过渡族金属硫化物(Transition metaldichalcogenides,TMDCs)是一类由过渡族金属原子和硫族非金属原子构成的二维晶体材料,大都具有半导体特性(如MoS2和WS2)或超导特性(如NbSe2和TaSe2,其中X=S,Se),极大丰富了二维晶体材料的物性和应用。作为过渡族金属硫化物的主要代表,二硫化钨具有优异的光学、电学、力学和热学等性能,在电子器件、光电器件、传感器等领域中具有巨大的应用前景。下面,我们一起来了解一种大面积单层二硫化钨薄膜的生产方法。

单层二硫化钨薄膜的生产图片

一种基于常压化学气相沉积的大面积单层二硫化钨薄膜的制备方法,包括如下步骤:

(1)SiO2/Si衬底清洗:将SiO2/Si衬底清洗去除衬底表面污物,吹干备用;

(2)旋涂WO3无水乙醇分散液:将WO3粉末加入无水乙醇中,分散均匀,制得WO3无水乙醇分散液,然后将WO3无水乙醇分散液均匀旋涂在清洗后的SiO2/Si衬底上;

(3)衬底烘干处理:将旋涂了WO3无水乙醇分散液的SiO2/Si衬底放置在加热台上,使无水乙醇蒸发完全,获得WO3粉末均匀分散的衬底;

(4)样品放置:将硫粉放置在单端封闭的石英管的密封端,将步骤(3)所得WO3粉末均匀分散的衬底放置于石英管未封闭端,并在所述WO3粉末均匀分散的衬底上方覆盖一片同尺寸且清洗过的SiO2/Si衬底,然后将石英管放入管式炉反应腔体内;

(5)二硫化钨薄膜生长:密封管式炉,抽真空,打开尾气阀,通入氩气,升温后保温至二硫化钨薄膜生长完成,在氩气气氛下自然冷却至室温,取出样品。

相对于传统的生产方法来说,该化学气相沉积法能够有效控制参与成核和薄膜生长的反应前驱体用量,解决二硫化钨薄膜尺寸,层数和结晶质量难以控制的问题。

单层二硫化钨薄膜的生产图片

 

 

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