[发明专利]一种二维材料范德瓦尔异质结的精确构建方法

说明书

本发明公开了一种二维材料范德瓦尔异质结的精确构建方法，包括如下步骤：S1：在p型二维材料氧化硅衬底上旋涂聚苯乙烯甲苯溶液；S2：干燥：将经步骤S1旋涂后的衬底干燥；S3：PS片脱离：配制KOH溶液，将经步骤S2处理后的衬底放置于KOH溶液，衬底中的二氧化硅层被KOH刻蚀后，带着p型二维材料氧化硅的聚苯乙烯甲苯膜从衬底中脱离，浮于溶液表面；S4：对版操作：将步骤S3脱离的聚苯乙烯甲苯膜和n型二维材料衬底精确对版，在显微镜的辅助观察下将目标二维材料范德瓦尔异质结精确搭建成功；S5：固化；S6：去胶。本发明具有所需设备和制备工艺简单精确、操作时间短，可直接得到接触良好、纯度较高、重叠区域大的二维材料范德瓦尔异质结等优点。

技术领域

本发明涉及二维半导体异质结制备技术和器件制备技术的领域，特别是涉及到一种二维材料范德瓦尔异质结的精确对版装置。

背景技术

湿法转移法：采用化学方法，将带着所需材料的衬底采用酸或碱刻蚀掉，从而使所需材料分离出来，进一步转移到其他衬底上的一种技术方法。

将不同的二维材料堆叠在一起，可以形成由范德瓦尔斯作用维系的双层甚至多层人工材料。这样的材料被称为范德瓦尔斯异质结。性质迥异的二维材料堆叠到一起之后可以得到令人惊奇的物理性质。近乎无限丰富的可能性使得范德瓦尔斯异质结的重要性甚至高过了二维材料本身，因为这样的技术使人类对材料的设计变得前所未有的简单。

目前，二维材料范德瓦尔异质结大多使用人工湿法转移法构建，这种方法虽操作简单，但人工辅助的纳米级别的构建方法存在很大的操作不精确性，不利于范德瓦尔异质结的精确搭建。也有科研工作者通过化学气相沉积法生长出二维范德瓦尔异质结，但其对工艺条件的要求非常高，不利于各种不同的二维材料的组合，从而构建更多样的范德瓦尔异质结。目前，国内外尚未有精确构建二维材料范德瓦尔异质结的方法，而精确对版装置却能在微米级别精确控制二维材料的移动，从而构建出更多具有优异性能的二维材料范德瓦尔异质结。在显微镜的辅助下，激光透过定位孔获取位置信息，从而反馈在显微镜画面上，将实现的精确移动，从而达到精确对版的效果。

发明内容

本发明所采用的技术方案：一种二维材料范德瓦尔异质结的精确构建方法，包括如下步骤：

S1：在p型二维材料氧化硅衬底上旋涂聚苯乙烯甲苯溶液；

S2：干燥：将经步骤S1旋涂后的衬底干燥；

S3：PS片脱离：配制KOH溶液，将经步骤S2处理后的衬底放置于KOH溶液，衬底中的二氧化硅层被KOH刻蚀后，带着p型二维材料氧化硅的聚苯乙烯甲苯膜从衬底中脱离，浮于溶液表面；

S4：对版操作：将步骤S3脱离的聚苯乙烯甲苯膜和n型二维材料衬底精确对版，在显微镜的辅助观察下将目标二维材料范德瓦尔异质结精确搭建成功；

S5：固化：将步骤S4搭建成功后的异质结衬底置于加热板中固化；

S6：去胶：将步骤S5固化后的异质结衬底置于甲苯中浸泡，将聚苯乙烯甲苯胶去掉，得到搭建成功的二维材料范德瓦尔异质结。

一种二维材料范德瓦尔异质结的精确构建方法，包括如下步骤：

S1：在p型二维材料氧化硅衬底上旋涂9％-12％的聚苯乙烯甲苯溶液；

S2：干燥：将经步骤S1旋涂后的衬底放置于加热板中维持80-100度干燥0.5-1小时；

S3：PS片脱离：配制10％-20％的KOH溶液，将经步骤S2处理后的衬底放置于KOH溶液中0.5h-1h，衬底中的二氧化硅层被KOH刻蚀后，带着p型二维材料氧化硅的聚苯乙烯甲苯膜从衬底中脱离，浮于溶液表面；

S4：对版操作：将步骤S3脱离的聚苯乙烯甲苯膜和n型二维材料衬底精确对版，在显微镜的辅助观察下将目标二维材料范德瓦尔异质结精确搭建成功；