[發明專利]一種WSe2?SnS2p?n結納米材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710331219.3
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN107345136A
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 王笑;潘安練;朱小莉;劉建哲;徐良
• 申請（專利權）人: 黃山博藍特光電技術有限公司
• 主分類號: C09K11/88
• 分類號: C09K11/88;B82Y30/00;B82Y20/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所43114
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明涉及一種WSe₂-SnS₂p-n結納米材料及其制備方法；屬于層狀合金材料復合結構制備技術領域。

技術背景

自從2004年石墨烯被發現以來，二維材料，尤其是p-n結由于其潛在的在電子器件，光電器件，邏輯器件等方面的應用前景引起了國內外科學家的廣泛關注。硫族過渡金屬化合物，如MoS₂、MoSe₂、WS₂和WSe₂，尤其是其單層材料具備獨特的光學和電學性質，SnS₂納米材料具有和WSe₂相似的晶格結構。p-n結是半導體器件中起著非常重要的作用，利用化學方法合成高結晶質量的p-n結對于二維材料半導體的發展非常重要。盡管有很多文章報道了 WSe₂和SnS₂的光學以及電學性能。但其p-n結的制備以及材料特性研究在二維材料半導體科研領域依然是一個不小的挑戰。

層狀材料WSe₂的直接帶隙為1.66eV，室溫下光致發光峰位在767nm。考慮到WSe₂和 SnS₂兩種材料在原子結構上的相似性，以及其載流子特性能夠構成p-n結這一特點，通過CVD 發制備其縱向雙層p-n結具有可行性。二維材料p-n結由于其獨特的物理化學性質，有望在下一代半導體器件中展現出重要的作用。但利用CVD方法生長大片的重復性高的工作成為一項科學難題，目前大多數人利用濕法轉移方法制備p-n結并研究其光電特性，但這種方法并沒有展現出工業應用上的可行性，其制備方法帶來的層間污染一直是難以解決的問題。同時，到目前為止，還未見由單個WSe₂層與單個SnS₂組成的WSe₂-SnS₂p-n結納米材料(單個SnS₂層、單個WSe₂層的厚度均為0.8nm)的相關報道。

發明內容：

針對現有技術的不足，本發明提供一種WSe₂-SnS₂p-n結納米材料及其制備方法；解決了現有技術中無法通過CVD方法制備WSe₂-SnS₂縱向p-n結納米結構的難題。尤其是實現了由單個WSe₂層與單個SnS₂組成的WSe₂-SnS₂p-n結納米材料的設計和制備。

本發明一種WSe₂-SnS₂p-n結納米材料；所述WSe₂-SnS₂p-n結納米材料以WSe₂層作為底層，在所述底層上堆疊有SnS₂層；得到所述WSe₂-SnS₂p-n結納米材料。

本發明一種WSe₂-SnS₂p-n結納米材料；堆疊在底層上的SnS₂層在垂直方向投影所得面積小于底層在垂直方向投影所得的面積。

本發明一種WSe₂-SnS₂p-n結納米材料；所述WSe₂-SnS₂p-n結納米材料在垂直方向投影所得圖形為三角形或者六邊形。

本發明一種WSe₂-SnS₂p-n結納米材料；作為底層的WSe₂層由1-5個單層WSe₂組成，且1個單層WSe₂的厚度為0.8nm。

本發明一種WSe₂-SnS₂p-n結納米材料；堆疊在底層的SnS₂層由1-5個單層SnS₂組成，且1個單層SnS₂的厚度為0.8nm。

本發明一種WSe₂-SnS₂p-n結納米材料；SnS₂層堆疊于WSe₂層后形成一個重合區域；所述重合區域的厚度為1.6nm。