[发明专利]一种二维过渡金属二硫族化合物单晶及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种二维过渡金属二硫族化合物单晶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)高真空条件下，在清洗后的绝缘基底上溅射一层过渡金属纳米粒子层；

(2)将溅射有过渡金属纳米粒子层的绝缘基底放在CVD炉的高温区，将硫族单质和吸收硫族单质的金属放在低温区；

(3)惰性气体氛围中，以15℃/分钟～45℃/分钟的升温速率将CVD炉的高温区加热至750℃～850℃，同时以15℃/分钟～45℃/分钟的升温速率控制低温区温度同步到达700℃～780℃，其中，高温区和低温区的温度差为50～70℃；然后通入高纯氢气，流量保持在5sccm～20sccm，维持5分钟～20分钟；反应结束后，控制硫族单质源和绝缘基底以及过渡金属纳米粒子层的温度，使三者在2分钟～8分钟内降温至650℃～750℃；待CVD炉温度降至650℃～750℃，调控降温速率使其在10分钟～20分钟内降温至150℃～250℃；

(4)待整个CVD炉自然降至室温，即得到二维过渡金属二硫族化合物单晶。

2.根据权利要求1所述的二维过渡金属二硫族化合物单晶的制备方法，其特征在于：所述绝缘基底为硅片、石英片、蓝宝石或云母片。

3.根据权利要求1所述的二维过渡金属二硫族化合物单晶的制备方法，其特征在于：所述的过渡金属为Mo或W，其纯度≥99.95％。

4.根据权利要求1所述的二维过渡金属二硫族化合物单晶的制备方法，其特征在于：所述的硫族单质为S或Se。

5.根据权利要求1所述的二维过渡金属二硫族化合物单晶的制备方法，其特征在于：所述的溅射方式为：使用电子蒸发器在高真空下溅射过渡金属5至25秒。

6.根据权利要求1所述的二维过渡金属二硫族化合物单晶的制备方法，其特征在于：所述的吸收硫族单质的金属为镍、钴、铁、铝、金、银、铜、锌、钼、钨、钛、钒、铬、钌、铑、铂、钯、铱中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的二维过渡金属二硫族化合物单晶的制备方法，其特征在于：高温区与低温区的升温速率为30℃/分钟。

8.根据权利要求1所述的二维过渡金属二硫族化合物单晶的制备方法，其特征在于：所述的绝缘基底的清洗步骤为：将绝缘基底依次在丙酮、乙醇、水中各超声清洗20分钟，然后用去离子水清洗干净，并用氮气吹干。

9.一种二维过渡金属二硫族化合物单晶，其特征在于：由权利要求1-8任一所述的二维过渡金属二硫族化合物单晶的制备方法制备得到。

10.权利要求9所述的二维过渡金属二硫族化合物单晶作为二维薄膜材料的应用。