[发明专利]一种铌掺杂二维硫化钨晶体材料的制备方法

权利要求书

1.一种铌掺杂二维硫化钨晶体材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、以Si/SiO₂为生长衬底，金属铌箔为铌源，金属钨箔为钨源，硫粉为硫源；

S2、双温区水平管式炉按照气流方向依次设定为硫源温区和沉积温区，将两个石英舟置于同一石英管内，石英管置于管式炉内，其中一个石英舟放置硫源，位于硫源温区，另一个放置铌源、钨源、生长衬底，将金属铌箔平铺在金属钨箔的一端表面上，该端靠近硫源温区，金属铌箔面积小于金属钨箔面积，将衬底倒扣在金属钨箔正上方，衬底靠近硫源温区的一端用石英柱支撑，另一端与金属钨箔接触，该石英舟位于沉积温区；

S3、先对石英管抽真空，再向石英管中通入惰性气体，对硫源温区和沉积温区升温，硫源温区的目标温度为260-280℃，沉积温区的目标温度为890-910℃，两个温区同时升至设定目标温度值；

S4、硫蒸气被惰性气体输送到沉积温区与钨反应，反应时间为15-25分钟，在衬底上得到铌掺杂二维硫化钨晶体材料，反应结束后在惰性气体保护下冷却至室温。

2.如权利要求1所述的一种铌掺杂二维硫化钨晶体材料的制备方法，其特征在于，Si/SiO₂生长衬底为不含有催化剂及种子层的硅片，尺寸为1cm×3cm。

3.如权利要求1所述的一种铌掺杂二维硫化钨晶体材料的制备方法，其特征在于，金属铌箔的质量纯度为99.99％，尺寸0.5cm×0.5cm，金属钨箔的质量纯度为99.99％，尺寸1cm×3cm，硫粉的质量纯度为99.99％，加入量为300～400毫克。

4.如权利要求1所述的一种铌掺杂二维硫化钨晶体材料的制备方法，其特征在于，硫源石英舟靠近管式炉进气端。

5.如权利要求1所述的一种铌掺杂二维硫化钨晶体材料的制备方法，其特征在于，石英柱垂直支撑，底部与金属钨箔接触，石英柱高度为0.5-0.9毫米。

6.如权利要求1所述的一种铌掺杂二维硫化钨晶体材料的制备方法，其特征在于，两个石英舟的间距为16-18cm。

7.如权利要求1所述的一种铌掺杂二维硫化钨晶体材料的制备方法，其特征在于，惰性气体为氩气。

8.如权利要求7所述的一种铌掺杂二维硫化钨晶体材料的制备方法，其特征在于，S3中，对石英管抽真空后，采用500立方厘米/分钟的氩气清洗石英管10分钟。

9.如权利要求7所述的一种铌掺杂二维硫化钨晶体材料的制备方法，其特征在于，S4中，两个温区同时升温至设定目标温度值的操作为：先以26℃/min的升温速率将沉积温区升温至590-610℃，再对硫源温区升温。

10.如权利要求7所述的一种铌掺杂二维硫化钨晶体材料的制备方法，其特征在于，两温区升温阶段和反应阶段的氩气通入速率均为80-120立方厘米/分钟。