[发明专利]一种化学气相沉积的样品放置装置及管式炉

说明书

本发明公开了一种化学气相沉积的样品放置装置及管式炉，属于材料制备技术领域。所述化学气相沉积的样品放置装置包括：第一筒、第二筒及第三筒；所述第一筒的形状为圆柱状，所述第二筒及第三筒的形状为锥台状，所述第一筒、第二筒及第三筒的同轴；所述第一筒的第一端与所述第二筒的第一端连通，所述第一筒的第二端与所述第三筒的第一端连通；所述第二筒的第二端的直径小于所述第二筒第一端的直径；所述第三筒的第二端的直径小于所述第三筒第一端的直径。本发明学气相沉积的样品放置装置及管式炉可以对材料的生长过程进行调制，研究材料的生长机理，制备大尺寸单晶二维材料。

技术领域

本发明涉及材料制备技术领域，特别涉及一种化学气相沉积的样品放置装置及管式炉。

背景技术

化学气相沉积是指把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入反应室，高温下在衬底表面发生化学反应生成薄膜的过程。化学气相沉积可制备各种无机材料，比如金属、氧化物、氮化物、氟化物、碳化物和化合物半导体材料等的薄膜。自从20世纪70 年代报道利用化学气相沉积法制备石墨烯这种二维材料以来，尤其是2009 年初，麻省理工学院的J.Kong研究组与韩国成均馆大学的B.H.Hong研究组利用沉淀有多晶Ni膜的硅片作为基底制备出大面积少层石墨烯，并将石墨烯成功地从基底上完整地转移下来，化学气相沉积逐渐发展成为二维材料制备技术中，最稳定、经济有效，并且可以制备大尺寸二维材料的一种技术方法，是二维材料走向应用的最有希望的制备技术。

化学气相沉积制备二维材料的生长机理是反应气体向基底表面扩散，吸附于基地表面，进而发生化学反应，在基底表面生成形核，并且不断生长扩大，最终留下不挥发的固相反应产物—薄膜；通常情况下，利用化学气相沉积生长的薄膜成核密度较大，一般是由小晶畴拼接而成的多晶膜。晶畴之间的晶界会导致其物理化学性质与本征二维材料有很大区别，降低了二维材料的性能。为了提高二维材料的性能，需要制备单晶膜，这就需要控制成核密度和生长速率。

但是在现有技术中，常规样品放置装置不具备控制成核密度和生长速率的功能。

发明内容

本发明提供一种化学气相沉积的样品放置装置及管式炉，解决了或部分解决了现有技术中化学气相沉积的样品放置装置不能控制通入气体的气流密度的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种化学气相沉积的样品放置装置包括：第一筒、第二筒及第三筒；所述第一筒的形状为圆柱状，所述第二筒及第三筒的形状为锥台状，所述第一筒、第二筒及第三筒的同轴；所述第一筒的第一端与所述第二筒的第一端连通，所述第一筒的第二端与所述第三筒的第一端连通；所述第二筒的第二端的直径小于所述第二筒第一端的直径；所述第三筒的第二端的直径小于所述第三筒第一端的直径。

进一步地，所述第一筒的直径为0.4-250cm。

进一步地，所述第二筒的第一端的直径0.4-250cm；所述第三筒的第一端的直径0.4-250cm。

进一步地，所述第二筒的第二端的直径0.3-200cm；所述第三筒的第二端的直径0.3-200cm。

进一步地，所述第二筒及第三筒的深度均为1-10cm。

进一步地，所述第一筒的长度为0-30cm。

进一步地，所述化学气相沉积的样品放置装置还包括：阻挡条；所述阻挡条设置在所述第二筒的第二端。

进一步地，所述阻挡条的长度是所述第二筒的第二端直径的1/3-2/3。

本发明还提供一种管式炉，包括管式反应腔，所述化学气相沉积的样品放置装置设置在所述管式反应腔内。

进一步地，所述管式反应腔为刚玉管或石英管。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：