[发明专利]CVD生长多层异质结的方法和装置

权利要求书

1.一种用于制备多层二维材料异质结的装置，所述装置包括：

1)CVD生长腔室，所述腔室底部载有基底铜箔，基底铜箔上方设有加热装置，从而在基底铜箔和加热装置之间形成高温生长区；

2)传动装置，所述传动装置设置在所述CVD生长腔室内，包括步进电机和传送带，所述传送带表面包裹有铜箔；

3)用于通入生长六方氮化硼所需的前驱体和生长石墨烯所需的碳源的入口，其中所述生长石墨烯所需的碳源选自乙烯、乙醇、甲烷，

其中，所述传送带与所述步进电机通过连接机构连接，从而所述传送带在步进电机的控制下旋转，包裹有铜箔的传送带穿过所述高温生长区。

2.根据权利要求1所述的装置，所述铜箔厚度均为15-40μm。

3.根据权利要求1所述的装置，所述铜箔厚度均为25μm。

4.根据权利要求1所述的装置，在所述高温生长区中，所述传送带与所述基底铜箔垂直距离为2-10mm。

5.根据权利要求1所述的装置，在所述高温生长区中，所述传送带与所述基底铜箔垂直距离为5mm。

6.根据权利要求1所述的装置，所述传送带为圆环状。

7.一种多层二维材料异质结的制备方法，所述方法包括以下步骤：

1)将基底铜箔载入到CVD生长腔室，升温到生长温度；

2)向CVD生长腔室通入生长六方氮化硼所需的前驱体，沉积到整个铜箔表面生长六方氮化硼薄膜；

3)停止向CVD生长腔室通入生长六方氮化硼所需的前驱体，利用传动装置将新铜箔缓慢移入到高温生长区，使其正对步骤2)生长的六方氮化硼薄膜；

4)向CVD生长腔室通入生长石墨烯所需的碳源，沉积到石墨烯覆盖整个六方氮化硼薄膜表面；

5)停止向CVD生长腔室供应生长石墨烯所需的碳源，同时供应生长六方氮化硼所需的前驱体，通过传动装置将新铜箔引入到高温生长区域，在石墨烯表面形成六方氮化硼薄膜；

IB179294C-OA1

6)重复步骤2)至步骤5)，得到多层六方氮化硼/石墨烯/六方氮化硼异质结。

8.根据权利要求7所述的制备方法，所述CVD生长腔室为真空。

9.根据权利要求7所述的制备方法，所述CVD生长腔室为高真空。

10.根据权利要求7所述的制备方法，所述CVD生长腔室为冷壁系统。

11.根据权利要求7所述的制备方法，所述生长石墨烯所需的碳源选自乙烯、乙醇、甲烷。

12.根据权利要求7所述的制备方法，所述生长石墨烯所需的碳源是甲烷。

13.根据权利要求7所述的制备方法，所述六方氮化硼所需的前驱体选自固体源氨硼烷，环硼氮烷。

14.根据权利要求7所述的制备方法，所述六方氮化硼所需的前驱体是环硼氮烷。

15.根据权利要求7所述的制备方法，所述生长的温度为800-1200℃。

16.根据权利要求7所述的制备方法，所述生长的温度为1000℃。