[发明专利]一种过渡金属硫族化合物二维材料—石墨烯异质结构及其原位生长方法

摘要

本发明提供一种过渡金属硫族化合物二维材料—石墨烯异质结构及其原位生长方法。方法包括：步骤A：分别提供衬底、源物质Ⅰ、源物质Ⅱ、以及碳源，将衬底升温，在保护气氛下使碳源溶解到衬底的表面，源物质Ⅰ与源物质Ⅱ分别受热挥发，进一步在溶解有碳的衬底的表面沉积并反应生成一种过渡金属硫族化合物二维材料；步骤B：控制衬底以一定的降温速率进行降温，在过渡金属硫族化合物二维材料与衬底的界面处析出石墨烯，从而获得一种过渡金属硫族化合物二维材料—石墨烯异质结构。本方法生长所需条件参数的窗口较宽、重复性好，为后期制备过渡金属硫族化合物二维材—石墨烯相关的微电子器件奠定了良好的基础。

主权项

1.一种过渡金属硫族化合物二维材料—石墨烯异质结构的原位生长方法，其特征在于，包括：步骤A：分别提供衬底、源物质Ⅰ、源物质Ⅱ、以及碳源，将所述衬底升温，在保护气体的气氛下使所述碳源溶解到所述衬底的表面，所述源物质Ⅰ与源物质Ⅱ分别受热挥发，进一步在溶解有碳的所述衬底的表面沉积并反应生成一种过渡金属硫族化合物二维材料；以及步骤B：控制所述衬底以一定的降温速率进行降温，在所述过渡金属硫族化合物二维材料与所述衬底的界面处析出石墨烯，从而获得一种过渡金属硫族化合物二维材料—石墨烯异质结构；其中，所述步骤A具体包括：A1：清洗衬底，分别称取一定质量的源物质I与源物质II；A2：将所述衬底、源物质I、源物质II分别放入加热式化学气相沉积腔室的各个加热区中，保持所述衬底的温度为550‑1100℃，通入碳源后，高温退火1min～60min；以及A3：将所述源物质I与所述源物质Ⅱ分别加热至100～300℃和500～950℃，同时通入保护气体5min～60min，生成所述过渡金属硫族化合物二维材料；所述步骤B具体包括：在所述保护气体的气氛下控制所述衬底所在的加热区以1℃/s‑20℃/s的降温速率进行降温，在该降温过程中，在所述过渡金属硫族化合物二维材料与所述衬底的界面处析出石墨烯；所述衬底选自具备一定溶碳能力的金属或合金；所述金属包括：Co、Ni、Pt、Mo、W、Pd或Ta。