[发明专利]制备二维晶体材料的化学气相沉积设备和方法

说明书

本发明公开一种制备二维晶体材料的化学气相沉积设备和方法，其中，化学气相沉积设备，包括：真空室；所述真空室内设置有样品台和气体分配器；第一控温室，用于放置第一原材料，并用于将所述第一原材料加热以产生第一原材料的蒸气；第一进气管，连通所述第一控温室和所述气体分配器；第二控温室，用于放置固态或液态第二原材料，并用于所述第二原材料加热以产生第二原材料的蒸气；第二进气管，连通所述第二控温室和所述气体分配器；第三进气管，一端用于连通所述第二原材料的气体源，另一端连通所述气体分配器。本发明技术方案具有二维晶体材料制备精度高，产品均匀性和重复性好，化学气相沉积设备适用范围广的优点。

技术领域

本发明涉及二维晶体材料领域，特别涉及一种制备二维晶体材料的化学气相沉积设备和方法。

背景技术

自2004年发现单层石墨烯以来，各种新型二维晶体材料的制备和应用研究层出不穷。因二维晶体材料展现出丰富的物理、化学性质，其在纳米电子器件、纳米光电器件、传感器、催化和能源领域表现出广阔的应用前景。其中过渡金属硫族化合物，是二维晶体材料家族中的一个庞大分支。现有的制备二维晶体材料的化学气相沉积设备制备出的二维晶体材料的精度、重复性和均匀性较差，且厚度通常较大，现有的制备二维晶体材料的化学气相沉积设备还存在通用性差的缺点，难以用于不同类型的二维晶体材料的制备以及不同的工艺制备二维晶体材料。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种制备二维晶体材料的化学气相沉积设备，旨在提升二维晶体材料制备的均匀性、重复性以及控制的精确性。

为实现上述目的，本发明提出的制备二维晶体材料的化学气相沉积设备，包括：

真空室；样品台，所述样品台设置在所述真空室内，所述样品台内设置有加热装置；

气体分配器，所述气体分配器设置在所述真空室内；

第一控温室，用于放置第一原材料，并用于将所述第一原材料加热以产生第一原材料的蒸气；

第一进气管，连通所述第一控温室和所述气体分配器；

第二控温室，用于放置固态或液态第二原材料，并用于所述第二原材料加热以产生第二原材料的蒸气；

第二进气管，连通所述第二控温室和所述气体分配器；

第三进气管，一端用于连通所述第二原材料的气体源，另一端连通所述气体分配器；

三个第四进气管，所述第四进气管用于向所述气体分配器通载体气体，三个所述第四进气管分别连通所述第一进气管、所述第二进气管以及所述第三进气管。

可选地，所述第一进气管和所述第二进气管的外侧分别设有第二加热装置和第三加热装置，所述第二加热装置和所述第三加热装置分别用于对所述第一进气管的整体和所述第二进气管的整体进行加热。

可选地，所述第二控温室用于放置液态第二原材料，所述化学气相沉积设备包括第五进气管，所述第五进气管的进气端与所述第四进气管连通，所述第五进气管的出气端与所述第二控温室连通，所述第五进气管的出气端用于插入所述第二原材料中；或者是，

所述第二控温室用于放置固态粉末的第二原材料，所述第二控温室内设有冒泡器。

可选地，所述化学气相沉积设备还包括：

升降装置，所述升降装置的一端连接所述样品台，另一端连接所述真空室，所述升降装置用于调节所述样品台与所述气体分配器之间的距离；

驱动件，所述升降装置与所述真空室转动连接，所述驱动件与所述升降装置连接，以驱动所述升降装置转动；或者，