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單層二硒化鎢的生產(chǎn)

單層二硒化鎢憑借著獨特的物理化學性質(zhì),廣泛應用于電子器件、光伏設(shè)備等領(lǐng)域中。然而,生產(chǎn)它卻十分困難,如常用的化學沉積(CVD)法存在氧化鎢和硒源難以蒸發(fā)的問題。為了解決上述的不足,有研究者對傳統(tǒng)的CVD方法進行了改進,具體步驟如下:

單層二硒化鎢的生產(chǎn)圖片

(1)選取兩片襯底,并采用標準RCA清洗工藝對其進行清洗,選取兩只石英舟分別作為鎢舟和硒舟;

(2)將1-100mg的NaCl溶于5mL去離子水中制成鹽溶液,將2-20μL的鹽溶液滴在第一片襯底前端,再在熱板上加熱至去離子水完全氣化;

(3)在第一片襯底中心盛放3-300mg的WO3后,將其置于鎢舟中,把第二片襯底蓋在WO3上方的1mm-10mm位置,再將鎢舟置于管式爐高溫區(qū),隨后在硒舟中加入10-500mg的硒粉,并將硒舟置于管式爐低溫區(qū);

(4)將高溫區(qū)升溫至100-150℃,使用100-1000sccm流量的氬氣吹掃反應腔體15分鐘到2小時;

(5)將氬氣流量調(diào)節(jié)至10sccm-200sccm,同時使高溫區(qū)迅速升溫至300-700℃;

(6)降低升溫速率,在高溫區(qū)溫度達到600-850℃時,對低溫區(qū)獨立加熱,使其中的Se融化并與WO3反應3-60分鐘;

(7)自然降溫,待溫度降至100℃以下,將樣品取出密封,即完成單層二硒化鎢單晶的制備。

單層二硒化鎢的生產(chǎn)圖片

該生產(chǎn)方法的優(yōu)勢在于:1)減少了反應條件,增加了系統(tǒng)的安全性,即不使用氫氣;2)使用NaCl的使用,消除了WO3原材料中毒反應的可能,同時采用移液槍精確控制NaCl加入量的方法;3)獨立控溫區(qū)的使用,能夠精確控制WSe2形核和生長過程。

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