化学气相沉积方法制备硒掺杂二硫化钨

单层二硫化钨的能带隙达到2.0eV，而单层二硒化钨的能带隙达到1.7eV。较大的能带隙和较高的载流子迁移率，使它们在光电领域具有广阔的应用前景。为了实现带隙可调的二维层状半导体材料的制备，研究者利用化学气相沉积方法，即通过改变硫/硒元素的比例制备出带隙可调的大尺寸硒掺杂二硫化钨，同时这也表明了该技术打破了现有技术的瓶颈。

一种大尺寸单层硒分区掺杂二硫化钨薄膜材料的制备方法，采用常压化学气相沉积法和双温区管式炉，以Al2O3为生长基板，采用WO3作为钨源，升华硫粉作为硫源，硒粒作为硒源，得到尺寸为1000-2000平方微米的单层硒分区掺杂二硫化钨薄膜材料，制备过程如下：

（1）将Al2O3基板置于盛有钨源的石英舟之上，并将该石英舟置于双温区管式炉的高温区；将盛有硫源和硒源的石英舟置于双温区管式炉低温区，其中硫源和硒源的质量比S:Se为0.25-4，并将双温区管式炉封装起来；

（2）在氩气气氛下使反应腔室的压强为常压，设置双温区管式炉中低温区的加热速率为7-8℃/min，30-40min后升至反应温度240-280℃，并维持这个反应温度15-20min；设置双温区管式炉中高温区的加热速率为20-22.5℃/min，40-50min后升至反应温度900-1000℃，并维持这个反应温度5-10min；等反应结束后自然降至室温，即可得到产物。

在步骤（1）之前，对生长基板Al2O3的预处理方法可以如下：分别在去离子水、丙酮、三氯甲烷和异丙醇溶液中超声的方式清洗去除基板表面的有机物质杂质，使用前再用去离子水冲洗基板，并用氮气枪吹干。

该制备方法简便易操作、时间短、重复性好，对仪器设备要求低，而且得到的产品质量高、均匀性好、尺寸比普通的硒掺杂二硫化钨大一个数量级，能更好地应用到光开关、光电晶体管、光探测器等领域。

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