制备大面积过渡金属硫族化合物单晶的方法及其所得产品与流程

文档序号:22685003发布日期:2020-10-28 12:50阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种制备大面积过渡金属硫族化合物单晶的方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)提供一c面蓝宝石单晶体,其表面原子级台阶方向沿着晶体的m轴方向;

(2)以步骤(1)的蓝宝石单晶体为衬底,基于气相沉积法,在蓝宝石单晶体表面生成单向排列的过渡金属硫族化合物晶粒,且晶粒不断长大、相互拼接,得到大面积的过渡金属硫族化合物单晶。

2.根据权利要求1所述的制备大面积过渡金属硫族化合物单晶的方法,其特征在于,所述过渡金属硫族化合物为二硫化钼、二硫化钨、二硒化钼或二硒化钨。

3.根据权利要求1所述的制备大面积过渡金属硫族化合物单晶的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述的蓝宝石单晶体表面原子级台阶方向为方向,允许角度偏差为±19.1°。

4.根据权利要求1所述的制备大面积过渡金属硫族化合物单晶的方法,其特征在于,步骤(1)中所述的蓝宝石单晶体根据如下加工方法获得:在蓝宝石自掏棒开始的整个加工过程中,确保对蓝宝石沿a轴方向倾斜切割,切割过程对m轴方向造成的偏差角度不得超过a轴方向倾斜角的34.6%。

5.根据权利要求1所述的制备大面积过渡金属硫族化合物单晶的方法,其特征在于,步骤(2)中,所述气相沉积法为化学气相沉积法、分子束外延法、脉冲激光沉积法或磁控溅射法。

6.根据权利要求5所述的制备大面积过渡金属硫族化合物单晶的方法,其特征在于,步骤(2)中,采用化学气相沉积法制备所述过渡金属硫族化合物晶体:将所述切割后的蓝宝石单晶体置于气相沉积腔室中,载入过渡金属硫族化合物生长源,设定生长源反应条件,在蓝宝石单晶体衬底表面生成单向排列的过渡金属硫族化合物晶粒;然后持续不断通入生长源,过渡金属硫族化合物晶粒逐渐长大,相互拼接,得到大面积的过渡金属硫族化合物单晶。

7.权利要求1~6中任一项所述方法制备的过渡金属硫族化合物单晶。


技术总结
本发明公开了一种制备大面积过渡金属硫族化合物单晶的方法及其所得产品。该方法包括如下步骤:(1)提供一C面蓝宝石单晶体,其表面原子级台阶方向沿着晶体的M轴方向;(2)以步骤(1)切割后的蓝宝石单晶体为衬底,基于气相沉积法,在蓝宝石单晶体表面生成单向排列的过渡金属硫族化合物晶粒,且晶粒不断长大、相互拼接,得到大面积的过渡金属硫族化合物单晶。该方法制备的过渡金属硫族化合物单晶的晶体横向尺寸可达英寸级以上,仅受限于衬底的尺寸,且无晶界存在,完全满足器件集成的应用,在微纳器件、场效应晶体管、发光器件、光电探测、集成电路等领域有着巨大的应用前景。

技术研发人员:王欣然;李涛涛;施毅
受保护的技术使用者:南京大学
技术研发日:2020.06.29
技术公布日:2020.10.27
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