[发明专利]一种二维硫化钼/硫化铟横向异质结及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种二维硫化钼/硫化铟横向异质结，其特征在于，所述二维硫化钼/硫化铟横向异质结是通过化学气相沉积法先将二氧化硅片平放在三氧化钼粉末的上方，置于管式炉的中间，将升华硫粉末放置在管式炉气流上游；在氮气气氛下，升温至680～800℃保温，在二氧化硅衬底上制得单层二维硫化钼单晶，通过湿法将单层二硫化钼转移至云母片上；然后将云母片平放在三硫化二铟粉末的上方，放置在管式炉中间，升温至750～980℃保温，自然冷却制得。

2.根据权利要求1所述的二维硫化钼/硫化铟横向异质结，其特征在于，所述三氧化钼粉末、升华硫粉和三硫化二铟粉末的质量比为(2～3)：(10～12)：(3～4)。

3.根据权利要求1所述的二维硫化钼/硫化铟横向异质结，其特征在于，所述升温至680～800℃保温的时间为5～10min，所述升温至750～980℃保温的时间为5～10min。

4.根据权利要求1-3任一项所述的二维硫化钼/硫化铟横向异质结的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

S1.将三氧化钼粉末放置在干净的石英舟上，将清洗的二氧化硅片平放在石英舟的上方，然后将石英舟放置在管式炉中间，将升华硫粉末放置在干净的石英舟上，然后将石英舟放置在管式炉气流上游；

S2.完全打开管式炉的进气阀与出气阀，打开氮气瓶，调节气体流量计气流量为500～600sccm，向管式炉的石英管通入氮气，排尽空气杂质；

S3.打开管式炉，从室温升至500～550℃时将气流减少至10～20sccm，继续升温至680～800℃保温后自然冷却，在二氧化硅衬底上制得单层二维硫化钼单晶；

S4.在步骤S3中的二维硫化钼上旋涂一层聚苯乙烯/甲苯溶液，然后在100～150℃加热，用碱溶液刻蚀二氧化硅，带着硫化钼的聚苯乙烯片被脱离下来，然后将聚苯乙烯片转移到云母片上，在100～150℃加热，用甲苯去除聚苯乙烯后，得到在云母片上的硫化钼；

S5.将三硫化二铟粉末放置在干净的石英舟上，将带着二硫化钼的云母片平放在石英舟的上方，然后将石英舟放置在管式炉中间，打开管式炉升至500～550℃时将气流减少至10～20sccm，继续升温至750～980℃保温5～10min后自然冷却，得到二维MoS₂/In₂S₃横向异质结。

5.根据权利要求4所述的二维硫化钼/硫化铟横向异质结的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述清洗的二氧化硅片是将二氧化硅片依次放进丙酮，无水乙醇，去离子水中各超声5～30min，然后再用去离子水冲洗，最后用氮气快速吹干得到。

6.根据权利要求4所述的二维硫化钼/硫化铟横向异质结的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述通入氮气的时间为10～30min。

7.根据权利要求4所述的二维硫化钼/硫化铟横向异质结的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述聚苯乙烯/甲苯溶液的浓度为8～12wt％，所述碱溶液为氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液；所述碱溶液的浓度为20～30wt％。

8.根据权利要求4所述的二维硫化钼/硫化铟横向异质结的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述加热的时间为30～60min。

9.根据权利要求4所述的二维硫化钼/硫化铟横向异质结的制备方法，其特征在于，步骤S5中所述升温的速率为20～35℃/min。

10.权利要求1-3任一项所述的二维硫化钼/硫化铟横向异质结在光探测领域中的应用。