[发明专利]一种二维金属-半导体范德华异质结阵列的合成及其应用

权利要求书

1.一种2D金属-半导体vdWH阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：在基底上获得半导体过渡金属硫族化合物s-TMD基底二维材料，所述的s-TMD基底二维材料的化学式为MX₂；所述的M为W或Mo；所述的X为S或Se；

步骤(2)：对步骤(1)获得的s-TMD基底二维材料直接进行激光灼烧，在s-TMD基底二维材料的表面形成相互独立的点缺陷阵列；

步骤(3)：在步骤(2)的点缺陷阵列沉积金属性过渡金属硫族化合物m-TMD二维材料，获得m-TMD/s-TMD vdWH阵列：所述的m-TMD二维材料的化学式为NY₂；所述的N为V、Nb、Ni、Co的至少一种；所述的Y为S、Se或Te。

2.如权利要求1所述的2D金属-半导体vdWH阵列的制备方法，其特征在于，在逆向的载气气流下将MX₂加热至挥发温度，随后变换载气为正向气流，在沉积温度下使MX₂沉积在基底上，制得所述的s-TMD基底二维材料；所述的逆向指基底至MX₂的方向；正向指MX₂至基底的方向；

或者将X单质、和M金属的化合物经过化学气相沉积得到。

3.如权利要求2所述的2D金属-半导体vdWH阵列的制备方法，其特征在于，所述的MX₂的挥发温度为1160～1200℃；沉积温度为840～900℃。

4.如权利要求2所述的2D金属-半导体vdWH阵列的制备方法，其特征在于，所述的MX₂为WSe₂，其挥发温度为1165～1180℃；沉积温度为840～850℃；

或者，所述的MX₂为WS₂，其挥发温度为1180～1190℃；沉积温度为850～860℃；

或者，MX₂为MoS₂，其挥发温度为1195～1200℃；沉积温度为860～865℃；

或者，MX₂为MoSe₂，其挥发温度为1195～1200℃；沉积温度为860～865℃；

载气为保护气，正向、逆向的载气的流量均为70～85sccm；

沉积的时间为4～8min。

5.如权利要求2所述的2D金属-半导体vdWH阵列的制备方法，其特征在于，制得的s-TMD基底二维材料为单层或者双层单晶纳米片，大小为100-300μm。

6.如权利要求1所述的2D金属-半导体vdWH阵列的制备方法，其特征在于，激光灼烧过程的功率为0.025～3W。

7.如权利要求1所述的2D金属-半导体vdWH阵列的制备方法，其特征在于，激光灼烧过程中，使s-TMD基底二维材料的第一层或第二层刻蚀形成若干彼此独立的缺陷。

8.如权利要求1所述的2D金属-半导体vdWH阵列的制备方法，其特征在于，激光灼烧过程的激光波长为488～532nm。

9.如权利要求1所述的2D金属-半导体vdWH阵列的制备方法，其特征在于，激光灼烧的时间为1～20s。

10.如权利要求1所述的2D金属-半导体vdWH阵列的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，在点缺陷阵列处化学气相沉积所述的m-TMD二维材料。

11.如权利要求10所述的2D金属-半导体vdWH阵列的制备方法，其特征在于，将金属N的氯化物、Y源在载气条件下挥发，并在沉积温度下，在点缺陷阵列处诱导成核和生长，获得所述的m-TMD/s-TMD vdWH阵列。