[发明专利]一种原子层数可控的二硫化钼薄膜及其制备方法

说明书

一种原子层数可控的二硫化钼薄膜及其制备方法，包括基片和抑制二次电子发射层；抑制二次电子发射层设置在基片上；抑制二次电子发射层包括若干层单原子二硫化钼层，若干层单原子二硫化钼层叠加设置。利用磁控溅射技术生长厚度可控的二硫化钼薄膜，首次实现了使用磁控溅射技术生长单层及多层的层数可通过溅射时间控制的二硫化钼薄膜，二硫化钼薄膜相对于同样是二维材料的石墨烯，通过层数调节的费米能级，且对于石墨烯的零带隙，二硫化钼薄膜具有带隙，其中二硫化钼具有直接带隙，介于二硫化钼的优点，以及其本身较低的二次电子发射系数，首次将磁控溅射制备的二硫化钼薄膜应用于对二次电子发射的抑制中，有效的降低了器件的二次电子发射系数。

技术领域

本发明属于二硫化钼薄膜制备技术领域，特别涉及一种原子层数可控的二硫化钼薄膜及其制备方法。

背景技术

微放电效应也称二次电子倍增效应，是指部件处于1×10^-3Pa或更低压强时，在承受大功率的情况下发生的谐振放电现象。微放电效应作为一种影响空间飞行器有效载荷在轨可靠安全运行的特殊效应，一旦发生将对航天器造成重大影响：噪声电平抬高，输出功率下降；部件表面击穿损坏，寿命缩短；微波传输系统驻波比增大，信道阻塞；微波部件永久性失效。微放电效应的发生过程涉及二次电子发射、电子在电磁场中的运动及二次电子倍增过程。微波部件金属表面的二次电子发射系数作为表征微波部件表面的二次电子发射特性的重要参数，因为对于二次电子发射系数的抑制对于空间大功率微波器件的发展有着重要的作用。

为了减小二次电子发射系数，一般采用表面貌修饰和镀膜等方式对微波器件表面进行处理，以降低器件的二次电子发射系数。表面形貌修饰是利用电解氧化或刻蚀的方法在器件表面形成微米级多孔结构，使得电子难以逸出表面，但是这种方式对于某些复杂结构难以实施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种原子层数可控的二硫化钼薄膜及其制备方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种原子层数可控的二硫化钼薄膜，包括基片和抑制二次电子发射层；抑制二次电子发射层设置在基片上；

抑制二次电子发射层包括若干层单原子二硫化钼层，若干层单原子二硫化钼层叠加设置。

进一步的，相邻的单原子二硫化钼层的原子位于相邻层的原子间隙中。

进一步的，基片为Si、Al、Ag、Cu、Au、Fe、Co或Ni基片。

进一步的，一种原子层数可控的二硫化钼薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：对基片进行预处理；

步骤2：将预处理后的基片固定在磁控溅射的托盘上；

步骤3：对磁控溅射腔升温至400℃，开始磁控溅射生长首层二硫化钼薄膜；

步骤4：在首层二硫化钼薄膜继续生长第二层、第三层…第n层二硫化钼薄膜。

进一步的，步骤1的预处理：对基片利用异丙醇和去离子水进行表面清洗，用N2吹干。

进一步的，步骤2中，用Kapton胶带将基片在磁控溅射的托盘上固定，送入磁控溅射腔内，抽真空至5*10^-4Pa以下。

进一步的，步骤3中，给磁控溅射腔内通氩气，氩气压强为1Pa，氩气流量为25sccm，用10W的功率生长二硫化钼薄膜。

进一步的，步骤4中，生长速度为1min生长约4nm，磁控溅射时间为1分钟。

与现有技术相比，本发明有以下技术效果：