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      一種過渡金屬硫族化合物二維材料—石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)及其原位生長方法與流程

      文檔序號:12415760閱讀:來源:國知局

      技術(shù)特征:

      1.一種過渡金屬硫族化合物二維材料—石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)的原位生長方法,其特征在于,包括:

      步驟A:分別提供襯底、源物質(zhì)Ⅰ、源物質(zhì)Ⅱ、以及碳源,將所述襯底升溫,在保護氣體的氣氛下使所述碳源溶解到所述襯底的表面,所述源物質(zhì)Ⅰ與源物質(zhì)Ⅱ分別受熱揮發(fā),進一步在溶解有碳的所述襯底的表面沉積并反應(yīng)生成一種過渡金屬硫族化合物二維材料;以及

      步驟B:控制所述襯底以一定的降溫速率進行降溫,在所述過渡金屬硫族化合物二維材料與所述襯底的界面處析出石墨烯,從而獲得一種過渡金屬硫族化合物二維材料—石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)。

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位生長方法,其特征在于,所述步驟A具體包括:

      A1:清洗襯底,分別稱取一定質(zhì)量的源物質(zhì)I與源物質(zhì)II;

      A2:將所述襯底、源物質(zhì)I、源物質(zhì)II分別放入加熱式化學氣相沉積腔室的各個加熱區(qū)中,保持所述襯底的溫度為550-1100℃,通入碳源后,高溫退火1min~60min;以及

      A3:將所述源物質(zhì)I與所述源物質(zhì)Ⅱ分別加熱至100~300℃和500~950℃,同時通入保護氣體5min~60min,生成所述過渡金屬硫族化合物二維材料。

      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原位生長方法,其特征在于,所述襯底選自具備一定溶碳能力的金屬或合金。

      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的原位生長方法,其特征在于,所述襯底選自Co、Ni、Pt、Mo、W、Pd或Ta中的一種。

      5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原位生長方法,其特征在于,所述源物質(zhì)I選自含S、Se、Te的氣、液、固態(tài)源中的一種或多種,所述源物質(zhì)II選自含Mo、W、Ta、Ga、Sn、Re的氣、液、固態(tài)源中一種或多種。

      6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原位生長方法,其特征在于,所述碳源選自含碳的氣、液、固源中的一種或多種。

      7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原位生長方法,其特征在于,所述步驟B具體包括:

      在所述保護氣體的氣氛下控制所述襯底所在的加熱區(qū)以1℃/s-20℃/s的降溫速率進行降溫,在該降溫過程中,在所述過渡金屬硫族化合物二維材料與所述襯底的界面處析出石墨烯。

      8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的原位生長方法,其特征在于,所述保護氣體為氬氣與氫氣或者氦氣與氫氣的混合氣體,所述混合氣體的體積比為0.2:1~20:1。

      9.一種過渡金屬硫族化合物二維材料—石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu),其特征在于,所述過渡金屬硫族化合物二維材料—石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)采用根據(jù)權(quán)利要求1-8中任意一項所述的原位生長方法制備。

      10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的過渡金屬硫族化合物二維材料—石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu),其特征在于,所述過渡金屬硫族化合物二維材料為單層晶疇、多層晶疇、或連續(xù)薄膜,所述石墨烯為單層晶疇、多層晶疇、或連續(xù)膜。

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