[发明专利]基于聚乙烯醇的二维过渡金属硫族化合物的转移和同/异质结制作方法在审

专利信息
申请号: 202110806520.1 申请日: 2021-07-16
公开(公告)号: CN113548692A 公开(公告)日: 2021-10-26
发明(设计)人: 李培咸;刘政;王浩林;白艳;张紫璇;谢涌 申请(专利权)人: 西安电子科技大学
主分类号: C01G39/06 分类号: C01G39/06;C01B19/00
代理公司: 西安永生专利代理有限责任公司 61201 代理人: 高雪霞
地址: 710071*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 基于 聚乙烯醇 二维 过渡 金属 化合物 转移 异质结 制作方法
【权利要求书】:

1.一种基于聚乙烯醇的二维过渡金属硫族化合物的转移方法,其特征在于所述方法由下述步骤组成:

步骤1:制备转移所用的聚乙烯醇溶液

取聚乙烯醇颗粒和甘油加入到去离子水中,用玻璃棒充分搅拌,直至聚乙烯醇完全溶于去离子水中且溶液澄清没有气泡鼓出,得到聚乙烯醇溶液;所述聚乙烯醇溶液中聚乙烯醇的浓度为3~10g/100mL、甘油的浓度为1~5g/100mL;

步骤2:被转移样品的准备

将需要转移的二维过渡金属硫族化合物样品用氮气枪轻吹表面,保证样品表面的洁净,通过光学显微镜确定二维过渡金属硫族化合物在生长衬底的位置,并确定一个没有生长二维过渡金属硫族化合物的方向;

步骤3:聚乙烯醇膜的制作

用胶头滴管吸取聚乙烯醇溶液,滴在生长衬底上确定好的二维过渡金属硫族化合物所在位置,打开恒温加热台装置,将滴有聚乙烯醇溶液的生长衬底放在载玻片上,再放置于加热台上,在60~80℃加热5~10分钟至聚乙烯醇溶液固化成膜;

步骤4:揭起聚乙烯醇膜使二维过渡金属硫族化合物与生长衬底分离

待生长衬底冷却至室温后,先用尖头镊子在没有生长二维过渡金属硫族化合物方向的聚乙烯醇膜边缘划一道口子作为分离的起始点,再用扁头镊子沿划开的口子一角慢慢撕起聚乙烯醇膜,直至整个聚乙烯醇膜被完整的撕开,此时需转移的二维过渡金属硫族化合物便粘在聚乙烯醇膜上,与生长衬底相互分离;

步骤5:转移粘有二维材料的聚乙烯醇膜至目标衬底

用镊子将聚乙烯醇膜粘有二维过渡金属硫族化合物的一面贴在目标衬底上,盖上一片干净的硅片,轻压,促进目标衬底与聚乙烯醇膜的粘合,然后将目标衬底放在载玻片上,放置于加热台上在60~80℃加热5~10分钟,同时轻轻按压,以进一步促进聚乙烯醇膜与目标衬底的粘合;

步骤6:除去聚乙烯醇膜

取下压在目标衬底上的硅片,将目标衬底置于去离子水中浸泡10~30分钟,去除二维过渡金属硫族化合物表面的聚乙烯醇膜;然后将目标衬底用热吹风机或氮气枪轻吹表面,去除目标衬底表面的水滴,即获得转移好二维过渡金属硫族化合物的目标衬底。

2.根据权利要求1所述的基于聚乙烯醇的二维过渡金属硫族化合物的转移方法,其特征在于:所述聚乙烯醇的数均分子量为9000~10000,水解度为80%。

3.根据权利要求1所述的基于聚乙烯醇的二维过渡金属硫族化合物的转移方法,其特征在于:所述二维过渡金属硫族化合物为二硫化钼、二硫化钨、二硒化钨中任意一种。

4.根据权利要求1所述的基于聚乙烯醇的二维过渡金属硫族化合物的转移方法,其特征在于:所述目标衬底为二氧化硅衬底、蓝宝石衬底,云母衬底、聚碳酸酯板衬底中任意一种。

5.一种异质结的快速制作方法,其特征在于所述方法由下述步骤组成:

步骤1:确定异质结的结构顺序,将制作异质结上层结构的二维过渡金属硫族化合物使用权利要求1所述的方法,从生长衬底上分离下来;

步骤2:将分离下来的粘有二维过渡金属硫族化合物的聚乙烯醇膜贴在异质结下层结构的二维材料上,盖上一个硅片轻压并放在加热台上60~80℃加热5~10分钟,促进上层结构的二维过渡金属硫族化合物与下层结构的二维材料的粘合;其中,所述二维材料是与所述二维过渡金属硫族化合物不同的二维材料;

步骤3:加热完后冷却至室温,放入去离子水中浸泡10~20分钟去除聚乙烯醇膜,将获得的叠层用氮气枪轻吹去除表面的水滴,异质结即制作完毕。

6.根据权利要求5所述的异质结的快速制作方法,其特征在于:所述二维材料为石墨烯、六方氮化硼中任意一种,或者与上层结构的二维过渡金属硫族化合物不同的二维过渡金属硫族化合物。

7.一种同质结的快速制作方法,其特征在于所述方法由下述步骤组成:

步骤1:确定同质结的结构顺序,将制作同质结上层结构的二维过渡金属硫族化合物使用权利要求1所述的方法,从生长衬底上分离下来;

步骤2:将分离下来的粘有二维过渡金属硫族化合物的聚乙烯醇膜贴在同质结下层结构的二维过渡金属硫族化合物上,盖上一个硅片轻压并放在加热台上60~80℃加热5~10分钟,促进上层结构的二维过渡金属硫族化合物与下层结构的二维过渡金属硫族化合物的粘合;

步骤3:加热完后冷却至室温,放入去离子水中浸泡10~20分钟去除聚乙烯醇膜,将获得的叠层用氮气枪轻吹去除表面的水滴,同质结即制作完毕。

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