[发明专利]制备二维晶体材料的化学气相沉积设备和方法

权利要求书

1.一种制备二维晶体材料的化学气相沉积设备，其特征在于，包括：

真空室；

样品台，所述样品台设置在所述真空室内，所述样品台内设置有第一加热装置；气体分配器，所述气体分配器设置在所述真空室内；

第一控温室，用于放置第一原材料，并用于将所述第一原材料加热以产生第一原材料的蒸气；

第一进气管，连通所述第一控温室和所述气体分配器；

第二控温室，用于放置固态或液态第二原材料，并用于所述第二原材料加热以产生第二原材料的蒸气；

第二进气管，连通所述第二控温室和所述气体分配器；

第三进气管，一端用于连通所述第二原材料的气体源，另一端连通所述气体分配器；

三个第四进气管，所述第四进气管用于向所述气体分配器通载体气体，三个所述第四进气管分别连通所述第一进气管、所述第二进气管以及所述第三进气管。

2.如权利要求1所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述第一进气管和所述第二进气管的外侧分别设有第二加热装置和第三加热装置，所述第二加热装置和所述第三加热装置分别用于对所述第一进气管的整体和所述第二进气管的整体进行加热。

3.如权利要求1所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述第二控温室用于放置液态第二原材料，所述化学气相沉积设备包括第五进气管，所述第五进气管的进气端与第四进气管连通，所述第五进气管的出气端与所述第二控温室连通，所述第五进气管的出气端用于插入所述第二原材料中；或者是，

所述第二控温室用于放置固态粉末的第二原材料，所述第二控温室内设有冒泡器。

4.如权利要求1所述的化学气相沉积设备，其特征在于，所述化学气相沉积设备还包括：

升降装置，所述升降装置的一端连接所述样品台，另一端连接所述真空室，所述升降装置用于调节所述样品台与所述气体分配器之间的距离；

驱动件，所述升降装置与所述真空室转动连接，所述驱动件与所述升降装置连接，以驱动所述升降装置转动；或者，

所述样品台的上表面具有圆形的安装区域，所述样品台的上表面设有多个气孔，多个所述气孔沿安装区域的边缘间隔设置，所述气孔的出气方向沿所述安装区域的顺时针或逆时针方向倾斜，所述气孔用于连通载体气体源，以驱动所述样品台上的基底转动。

5.一种制备二维晶体材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将基底放置在真空室内，将所述真空室抽真空至背底真空；

将第一原材料进行加热产生蒸气，通入所述真空室内；

将第二原材料进行加热产生的蒸气通入所述真空室内，或者将气态的第二原材料通入所述真空室；

将真空室内的压强调节至成长所述二维晶体材料所需的成长气压；

将所述基底加热到成长所述二维晶体材料所需的成长温度，转动所述基底，所述第一原材料与所述第二原材料在所述基底上通过化学反应生成所述二维晶体材料。

6.如权利要求5所述的制备二维晶体材料的方法，其特征在于，所述二维晶体材料包括：过渡金属硫族二维晶体材料MX₂、III-VI族二维晶体材料VX以及六方氮化硼，其中M为过渡金属元素，X为硫族元素，V为第三主族元素。

7.如权利要求6所述的制备二维晶体材料的方法，其特征在于，所述第一原材料包括：二甲二硫氨基甲酸钼、双(叔丁基胺)双(二甲基胺)钨、六羟基钼、六羟基钨、六氯化钨、三甲基铟、三氯化铟，所述第二原材料包括：二甲二硫、二乙基硫醚、二乙基二硒醚，硫化氢、硒化氢、硫、硒；或者是，

所述第一原材料包括：三乙基硼烷、环硼氮烷、溴化硼，三氯化硼，所述第二原材料包括：氨水、氯化铵。

8.如权利要求6所述的制备二维晶体材料的方法，其特征在于，所述二维晶体材料为MoS₂，所述第一原材料为Mo(CO)₆，所述第二原材料(C₂H₅)₂S。