[發(fā)明專利]一種ReS2

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010898944.0
• 申請(qǐng)日: 2020-08-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112226744B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周譯玄;羅銘威;徐新龍;黃媛媛;盧春輝;楊丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C16/455
• 分類號(hào): C23C16/455;C23C16/30;C23C16/52;C23C16/54
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 王孝明

本發(fā)明公開(kāi)了一種ReS₂?HfS₂范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)薄膜的制備方法，包括步驟一，取HfCl₄粉末置于溫區(qū)二中心上游方向，取硫粉置于溫區(qū)二中心上游方向，取基底置于溫區(qū)一中心處；步驟二，對(duì)第一燃燒管密封并通過(guò)第一出氣口進(jìn)行真空處理后，通過(guò)第一進(jìn)氣口向第一燃燒管內(nèi)通入惰性氣體和氫氣后，對(duì)第一燃燒管的各溫區(qū)進(jìn)行加熱，制備得到HfS₂薄膜；步驟三，取ReO₃粉末置于溫區(qū)三中心處，取硫粉置于溫區(qū)四中心上游方向，將步驟二制得的HfS₂薄膜作為新基底置于溫區(qū)三ReO₃粉末左右兩側(cè)；步驟四，對(duì)第二燃燒管密封并通過(guò)第二出氣口進(jìn)行真空處理后，通過(guò)第二進(jìn)氣口向第二燃燒管內(nèi)通入惰性氣體和氫氣后，對(duì)第二燃燒管的各溫區(qū)進(jìn)行加熱，得到ReS₂?HfS₂范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)薄膜。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于二維異質(zhì)結(jié)薄膜材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種 ReS₂-HfS₂范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)薄膜的制備裝置及方法。

背景技術(shù)

HfS₂是典型的二維半導(dǎo)體材料，其能間帶隙為1.2eV，HfS₂的室溫載流子遷移率是MoS₂的5倍，同時(shí)，HfS₂可應(yīng)用于電化學(xué)能量存儲(chǔ)，光電催化，光電探測(cè)器和光伏器件中，但其電子-空穴對(duì)的分離效率較低，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用；ReS₂也是一種典型的二維半導(dǎo)體材料，作為VII-TMDCs族的代表，ReS₂具有扭曲的八面體(1T)晶體結(jié)構(gòu)，與更廣為人知的TMDCs 成員例如MoS₂和WSe₂相比，其不同尋常的電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)使ReS₂成為二維材料領(lǐng)域上一顆璀璨的新星，它具有不依賴層數(shù)的電學(xué)和各向異性的光學(xué)特性，在場(chǎng)效應(yīng)晶體管、非線性光學(xué)響應(yīng)和光電探測(cè)器等應(yīng)用上前景十分廣闊，但其載流子遷移率較低，不利于ReS₂的發(fā)展，因此綜合兩種材料特殊的光電性質(zhì)，展現(xiàn)出更加優(yōu)異的光電催化、高載流子遷移率、高電子-空穴對(duì)的分離效率等物理特性是十分迫切的。

目前基于化學(xué)氣相沉積法，可以通過(guò)轉(zhuǎn)移的手段將兩種二維材料簡(jiǎn)單地堆疊在一起，形成范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)薄膜，該方法采用的裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易操作且不易于觀察范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)的形成過(guò)程，并且采用該方法制備的范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，很容易脫落變?yōu)閮煞N二維材料，以及薄膜均勻度較差，因此在光電器件應(yīng)用中的線性吸收系數(shù)、非線性吸收系數(shù)和非線性折射率的測(cè)試以及光電性能測(cè)試可靠度較差。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有制備技術(shù)的缺陷和不足，本發(fā)明的目的是提供一種ReS₂-HfS₂范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)薄膜的制備裝置，解決現(xiàn)有的裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易操作且不易于觀察范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)的形成過(guò)程的問(wèn)題，本發(fā)明還提供一種 ReS₂-HfS₂范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)薄膜的制備方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中化學(xué)氣相沉積法制得的范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)均勻度較差且結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，很容易脫落變?yōu)閮煞N二維材料，以及薄膜均勻度較差，因此在光電器件應(yīng)用中的線性吸收系數(shù)、非線性吸收系數(shù)和非線性折射率等的測(cè)試以及光電性能測(cè)試可靠度較差的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種ReS₂-HfS₂范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)薄膜的制備裝置，該裝置包括第一燃燒管與第二燃燒管，所述第一燃燒管包括第一進(jìn)氣口與第一出氣口，所述第一燃燒管中靠近第一出氣口的一端設(shè)有溫區(qū)一，靠近第一進(jìn)氣口的一端設(shè)有溫區(qū)二，所述第一進(jìn)氣口方向?yàn)樯嫌畏较颍谝怀鰵饪诜较驗(yàn)橄掠畏较颍凰龅谝蝗紵馨ǖ诙M(jìn)氣口與第二出氣口，所述第二燃燒管中靠近第二出氣口的一端設(shè)有溫區(qū)三，靠近第二進(jìn)氣口的一端設(shè)有溫區(qū)四，所述第二進(jìn)氣口方向?yàn)樯嫌畏较颍诙鰵饪诜较驗(yàn)橄掠畏较颉?/p>