[发明专利]一种化学气相沉积制备二硒化钨单晶薄膜的方法

权利要求书

1.一种化学气相沉积制备二硒化钨单晶薄膜的方法，其特征在于：该方法以钨的氧化物粉末、卤化盐、硒粉为原料，惰性气体为载气，采用化学气相沉积法，双温区加热生长，实现无氢催化、常压生长结晶质量高的硒化钨薄膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法的具体步骤为：

步骤1.生长衬底的处理：生长衬底先后放入丙酮、乙醇、去离子水，在上述每种溶液中各超声清洗20分钟后，取出，氮气吹干；

步骤2.钨源制备：按质量比例称取钨的氧化物粉末和卤化盐，用研钵将混合粉末研磨并混合均匀，混合物颗粒特征尺寸为0.5-2微米；

步骤3.惰性气体保护：先对石英管内抽真空，再通入保护性气体来排除石英管内空气，恢复管内常压；

步骤4.二硒化钨薄膜生长：采用双温区加热生长，第一温区放置纯度高于99.9%固体原料硒粉，第二温区放置步骤二所述的钨源，将步骤1处理后的衬底置于钨源下游1-3厘米处，以一定加热速率将第一温区加热至265-400摄氏度，利用惰性气体将加热的硒蒸气输送至第二温区，再以一定加热速率将第二温区加热至600-800摄氏度，保温时间5-30分钟，在惰性气氛下以每分钟30-50摄氏度冷却至400摄氏度，完成生长，即得到二硒化钨单晶薄膜。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1中的所述衬底包括二氧化硅片、云母片、石墨片和蓝宝石片。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤2中卤化物：钨氧化物粉末的质量比例为1:6-20。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤2中钨氧化物粉末包括绿色三氧化钨粉末或蓝黑色氧化钨粉末；所述卤化盐包括氯化钠、氯化钾、溴化钠、溴化钾、碘化钠和碘化钾。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤3的中使用30毫米管径石英管的所述保护性气体流量为200-500标准毫升每分钟，使用60毫米管径石英管的所述保护性气体流量为10标准毫升每分钟-100标准毫升每分钟。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤3的中保护性气体为高纯氩气或高纯氮气。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一温区加热速率为每分钟15-20摄氏度。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二温区加热速率为以每分钟20-35摄氏度。