[发明专利]一种Fe掺杂单层MoS2

摘要

本发明属于二维纳米材料的制备，具体涉及一种Fe掺杂单层MoS2化学气相沉积制备方法。本发明分别以升华硫和三氧化钼作为硫源和钼源，选择Fe的化合物作为Fe元素掺杂物，高纯氩气作为载流气体对前驱体进行运输至反应区，基底选择SiO2/Si，在生长反应之前，对基底进行预处理。整个生长过程包括空间气相反应和表面生长两个过程。本发明在空间气相反应过程中生成低价态过渡金属氧化物、过渡金属氧硫化物、过渡金属硫化物等各种中间基团的同时，Fe的化合物也一并随着载流气体在基底上部与各种中间基团进行反应，最后经过吸附、扩散、反应、脱附等过程，在衬底上生长出大面积Fe掺杂的单层MoS2，最大尺寸可达30μm。

主权项

1.一种Fe掺杂单层MoS2化学气相沉积制备方法，具体包括以下步骤：步骤一：分别称取升华硫1g—1.5g，MoO310mg—20mg，Fe的化合物1mg—10mg，并分别置于三个石英舟中；步骤二：将3,4,9,10‑苝四酸二酐溶于水，其中3,4,9,10‑苝四酸二酐与水的质量比为0.4％—1％；步骤三：将步骤二配制的溶液滴加在SiO2/Si基底上，然后将基底置于40℃—55℃的加热板上，加热3min—15min；步骤四：依次将步骤三操作后的基底、步骤一所述的Fe的化合物、MoO3按远离低温区的方向顺序置于管式炉的高温区，基底与Fe的化合物间距为1cm—5cm，Fe的化合物与MoO3间距为1cm—5cm，Fe的化合物位于高温区的中心位置；将步骤一所述的升华硫置于管式炉低温区中心位置；低温区与高温区的中心间距为25cm—35cm；步骤五：向管式炉中通入流速为80sccm—100sccm的氩气/氢气，排出管中空气后；继续通入流速为30sccm—50sccm的氩气/氢气作为载流气体，管内压力稳定在0.1torr—1torr，氩气/氢气中氢气含量0‑5％；步骤六：对管式炉加热，高温加热区温度设置600℃—800℃，升温时长30min—50min，恒温时间30min—60min；低温加热区温度设置180℃—300℃，升温时长3min—15min，温度稳定后保持至高温区加热结束时一并停止；步骤七：加热结束后，继续通入流速为80sccm—100sccm的氩气/氢气，氢气含量0‑5％，待管式炉自然冷却至室温。