[发明专利]在无悬挂键基底上范德华外延形成原子级薄的过渡金属碲化物二维金属材料的方法有效
| 申请号： | 201910021228.1 | 申请日： | 2019-01-09 |
| 公开（公告）号： | CN109629004B | 公开（公告）日： | 2020-11-03 |
| 发明（设计）人： | 段曦东;段镶锋;吴瑞霞 | 申请（专利权）人： | 湖南大学 |
| 主分类号： | C30B29/46 | 分类号： | C30B29/46;C30B25/18;C23C16/30;H01L29/12;H01L29/24 |
| 代理公司： | 长沙市融智专利事务所(普通合伙) 43114 | 代理人： | 盛武生;魏娟 |
| 地址： | 410082 湖*** | 国省代码： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 悬挂 基底 上范德华 外延 形成 原子 过渡 金属 碲化物 二维 金属材料 方法 | ||
1.一种在无悬挂键基底上范德华外延形成原子级薄的过渡金属碲化物二维金属材料的方法，其特征在于：将过渡金属原料和碲原料挥发并在无悬挂键的基底表面沉积；
所述的无悬挂键的基底为二维材料基底；所述的二维材料基底为M1X2二维材料基底或HBN；所述的M1为Mo或W；所述的X为S或Se；所述的无悬挂键的基底具有平整表面；
所述的过渡金属原料为VCl3，合成得到原子薄的VTe2二维材料，其制备过程为：将VCl3和碲原料在600-650 ℃下挥发，将挥发的原料在保护性气体氛围、载气流量为30-100sccm、沉积温度为600-650℃的条件下无悬挂键的基底上生长得到原子薄的VTe2二维材料；VCl3和碲原料的质量比为1:2-3；
或者，所述的过渡金属原料为NbCl5，合成得到原子薄的NbTe2二维材料，其制备过程为：将NbCl5和碲原料加热挥发，其中，NbCl5的挥发温度为120-250 ℃；碲原料的挥发温度为500-600 ℃；将挥发的原料在载气成分为保护性气体和氢气混合气体，其中保护性气体流量为20-150sccm，氢气流量为 2-20 sccm、沉积温度为500-600 ℃的条件下在无悬挂键的基底表面生长得到原子薄的NbTe2二维材料；NbCl５和碲原料的质量比为1:1.5~2；当无悬挂键的基底为二维材料基底时，其二维材料平面尺寸不低于200 um；
或者，所述的过渡金属原料为TaCl5；合成得到原子薄的TaTe2二维材料，其制备过程为：将TaCl5和碲原料加热挥发，其中，TaCl5的挥发温度为120-250 ℃；碲原料的挥发温度为570-630 ℃；将挥发的原料在载气成分为保护性气体和氢气混合气体，其中保护性气体流量为20-60sccm，氢气流量为 2-10 sccm、沉积温度为570-630 ℃的条件下在无悬挂键的基底表面生长得到原子薄的TaTe2二维材料；TaCl５和碲原料的摩尔比为1：1~1.5；当无悬挂键的基底为二维材料基底时，其二维材料平面尺寸不低于200 um。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的无悬挂键的基底为WSe2二维材料基底或WS2二维材料基底。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：原子薄的VTe2二维材料的制备过程中，无悬挂键的基底为WSe2二维材料基底；
VCl3和碲原料的挥发温度为600-620℃；
载气流量为50-80 sccm；
沉积温度为600-620℃；
沉积时间为5~20 min。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：原子薄的NbTe2二维材料的制备过程中：无悬挂键的基底为WSe2二维材料基底；
载气中，保护气氛的流量为45-100sccm；氢气的流量为5-10sccm；
NbCl5的挥发温度为150-250 ℃；
碲原料的挥发温度为520-560 ℃ ；
沉积温度为520-560℃；
沉积时间为5~20 min。
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