[发明专利]一种晶圆级绝对单层过渡金属硫族化合物的制备方法和应用

权利要求书

1.一种晶圆级绝对单层过渡金属硫族化合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：

(1)对蓝宝石基底的C面在1000-1200℃温度下进行第一次退火处理6-10h，得到具有原子级平整表面的蓝宝石基底；

(2)在步骤(1)得到的蓝宝石基底的原子级平整表面上加载浓度为0.0005-0.05mol/L的过渡金属盐溶液，在800-1000℃温度下进行第二次退火处理6-10h，得到加载单分散过渡金属源的蓝宝石基底；

(3)将硫族单质粉与所述加载单分散过渡金属源的蓝宝石基底按照气流方向依次放置于管式容器中，以15-25sccm的流量通入保护性气体，加热至所述蓝宝石基底放置处的温度达到700～950℃且硫族单质粉放置处的温度达到200-220℃，立即以8-12sccm的流量通入氢气，保温10-180min以进行化学气相沉积，得到所述过渡金属硫族化合物。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述第一次退火处理的温度为1100℃，时间为8h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述过渡金属盐溶液的溶剂包括无水乙醇和/或去离子水。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述过渡金属盐溶液的溶剂包括去离子水和无水乙醇的组合，且所述去离子水和无水乙醇的体积比为1:(1-4)。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述加载过渡金属盐溶液的方法包括滴涂或旋涂。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述加载过渡金属盐溶液的体积为2-20μL。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述第二次退火处理的温度为800℃，时间为8h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硫族单质粉末包括硫粉、硒粉或碲粉的任意一种或至少两种组合。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述保护性气体包括氩气。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氢气占氢气与保护性气体总体积的比例≥1/3。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述管式容器包括石英管。

12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述加热通过单温区管式炉进行。

13.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述加载单分散过渡金属源的蓝宝石基底置于所述管式容器的中心。

14.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述过渡金属硫族化合物包括二硫化钼、二硫化钨、二硒化钼、二硒化钨、硒硫化钼合金、硒硫化钨合金、硫化钼钨合金、硒化钼钨合金、硫碲化钼合金、硒碲化钼合金、硫碲化钨合金、硒碲化钨合金或硒硫化钼钨合金中的任意一种或至少两种组合。

15.一种根据权利要求1-14中任一项所述的制备方法得到的晶圆级绝对单层过渡金属硫族化合物在制备场效应晶体管中的应用。

16.一种如权利要求1～14之一所述的制备方法制备得到的加载单分散钼源的蓝宝石基底，其特征在于，包括蓝宝石衬底和形成在所述蓝宝石衬底上的单分子层Al-O-Mo化学键。