[发明专利]一种二维硫化钨基垂直异质结构材料的制备方法

权利要求书

1.一种二维硫化钨基垂直异质结构材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：以Si/SiO₂为衬底，磁控溅射制备钼钨薄膜作为材料源，且钨膜垂直于钼膜；

步骤S2：采用化学气相沉积法，使钼钨薄膜的材料源与硫蒸气反应，并在钼钨薄膜附近制备得到二维硫化钨垂直异质结构；

具体包括以下步骤：

（1）所选Si/SiO₂为生长衬底，将其在丙酮溶液中浸渍10~15分钟，再在乙醇溶液中超声清洗10-15分钟，随后用去离子水冲洗3~5次，最后利用高纯氮气吹干备用；

（2）将纳米级金属Mo和W先后溅射在生长衬底的一端，两者相互垂直，且其面积大小一样，厚度比为1:3；

（3）将步骤（2）中所得衬底和S粉分别置于两个石英舟并装入小石英管内，将石英管推入管式炉中，使两个石英舟分别位于相邻两个温区，抽真空并通入500立方厘米/分的氩气清洗炉管30分钟；

（4）控制各温区炉温，先将衬底所在温区升温至预热温度550℃，再加热S源所在温区，使衬底和S源所在温区同时达到各自的预设温度，即865℃和270℃，整个过程通入30立方厘米/分的氩气，保温20分钟进行沉积反应，沉积完毕后随炉冷却至室温，在溅射的Mo/W源附近不同区域制得不同WS₂基二维垂直异质结构；

（5）将不同WS₂基二维垂直异质结构进行拉曼和光致发光性能的检测和分析；

其中，所述化学气相沉积法是在双温区水平管式炉中进行，按照气流方向依次设定为硫源区和沉积区，依次放置硫粉和溅射有钼钨薄膜的衬底；

在钼钨薄膜附近三个不同区域分别制备得到不同二维硫化钨垂直异质结构，即WS₂/MoS₂、WS₂/MoS₂-Mo_0.42W_0.58S₂、WS₂/Mo_1-xW_xS₂ ，其中，0≤x≤0.75；

不同区域WS₂基二维垂直异质结构具有不同的组分，呈现出不同波段的光发射特性，从而可实现在不同波段光探测技术领域的应用。