PECVD制造二维纳米二硫化钨

在二维过渡金属硫化物中，单层纳米二硫化钨是典型三明治层状结构，由于其层间相对较弱的范德华力，也可以剥离成单层或少层数的纳米片，被认为是除石墨烯之外的另一种相当重要的二维纳米片材料，具有独特的物理、化学和电学特性。

目前，针对过渡金属硫族化合物的制备，采用化学气相沉积法进行合成，针对二硫化钼的研究较多，虽然二硫化钨与二硫化钼结构相同，但由于二硫化钨制备温度比二硫化钼更高，制备窗口更窄，因此传统的化学气相法难以制备，也因此，二硫化钨的价格居高不下。

PECVD法即等离子体增强化学气相沉积法，其中产生的等离子体温度不高，但其内部却处于受激发的状态，其电子能量足以使分子键断裂，并导致具有化学活性的物质产生，使本来需要在高温下才能进行的化学反应，当处于等离子体场中时，由于反应气体的电激活作用而大大降低了反应温度，从而在较低的温度下甚 至在常温下就能在基片上形成固态薄膜。那么，该方案制备二维纳米二硫化钨是否可行？

采用双温场滑轨等离子PECVD系统，将石英管内通入一定量的氩气排除空气；后将一定尺寸处理好的SiO₂/Si基板置于放有一定质量六羰基钨粉末的船型容器的正上方，将放有一定质量硫粉的容器置于管式炉的前一温区中，再将放有六羰基钨的瓷舟放于管式炉的后一温区(其中硫粉用量是500mg，六羰基钨与硫粉的质量比为1～3:100。1：100质量比能得到双层二硫化钨，3：100质量比能得到三层二硫化钨)。继续通入10min，10～20sccm的氩气后，将管式炉内压强调至133.29Pa，将等离子体能量设置为100-400W，将第一加热区升温到160℃，第二加热区升温至200℃，升温时间为20分钟。在两温区都升温完毕后，改通10sccm氩气，5sccm氢气。 反应10min，降至室温，得到二维硫化钨薄膜材料。

采用等离子体增强化学气相沉积法制备二维纳米二硫化钨，可大大降低了反应温度。制备得到的二维二硫化钨薄膜材料在二次电池、场效应晶体管、传感器、有机电致发光、电存储等光电子器件领域具有很好的应用。

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