[发明专利]一种单层硫化钼调控碘化铅生长的方法

说明书

本发明提供了一种单层硫化钼调控碘化铅生长的方法，属于无机物制备领域。包括以下步骤：将基底依次用丙酮、异丙醇和过氧化氢超声清洗后，用氮气枪吹干，得到预处理基底；在氮气保护下，将MoO₃粉末和S块在所述预处理基底的一面进行化学气相沉积，得到单层MoS₂；在真空条件下，在所述单层MoS₂的表面进行PbI₂的物理气相沉积。本发明使用真空条件下PVD热沉积PbI₂，在CVD生长的单层MoS₂上外延生长了PbI₂，该过程中生长的MoS₂三角形边长在20～60μm，MoS₂面积大，并且PbI₂在整个单层MoS₂上覆盖，避免了层间污染，可以更容易和大规模地生产，制造的器件性能会更好。

技术领域

本发明涉及无机物制备技术领域，尤其涉及一种单层硫化钼调控碘化铅生长的方法。

背景技术

碘化铅(PbI₂)单晶体是制作室温x-射线(或γ射线)探测器的材料之一，用碘化铅单晶体制作的器件可以在室温甚至更高的温度范围内工作，对制作探测器的碘化铅单晶体的完整性有极高要求：首先要求单晶体具有极高的纯度，以消除杂质原子在单晶体中引起的缺陷；其次要求严格符合化学配比，以消除原子缺位引起的晶体缺陷。目前，调控PbI₂的生长可以通过干转法用机械剥离的单层MoS₂覆盖低温溶液法生长的PbI₂薄膜，其中存在的问题有机械剥离的单层MoS₂面积较小，以至于不容易制造器件，并且在这个过程中不可避免地会引入杂质，影响下一步的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种单层硫化钼调控碘化铅生长的方法。本发明提供的生长方法通过在化学气相沉积法生长的大面积单分子层MoS₂上外延生长PbI₂，避免了层间污染，可以更容易和大规模地生产。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种单层硫化钼调控碘化铅生长的方法，包括以下步骤：

将基底依次用丙酮、异丙醇和过氧化氢超声清洗后，吹干，得到预处理基底；

在氮气保护下，将MoO₃粉末和S块在所述预处理基底的一面进行化学气相沉积，得到单层MoS₂；

在真空条件下，在所述单层MoS₂的表面进行PbI₂的物理气相沉积。

优选地，所述S块和MoO₃粉末的质量比为28～32:1。

优选地，所述化学气相沉积在双温区管式炉中进行，所述双温区管式炉包括右温区和左温区。

优选地，所述左温区的中心放置装有S块的石英圆周。

优选地，所述右温区放置装有MoO₃粉末和预处理基底的石英方舟，所述预处理基底置于右温区中心，所述MoO₃粉末位于所述预处理基底的下方。

优选地，所述右温区以15～18℃/min的速率升温至720～780℃，通流速为30立方厘米/分钟的N₂，保持10～15min，然后在N₂的流速为500～520立方厘米/分钟下以-9～-12℃/min的冷却速度冷却45～50min。