[发明专利]一种厘米级单晶单层的MoS2

权利要求书

1.一种厘米级单晶单层的MoS₂薄膜的快速制备方法，其特征在于：将C/A-蓝宝石衬底与Mo源置于管式炉的中心区，其中C/A-蓝宝石衬底位于相比Mo源更靠近管式炉的上游的位置，且C/A-蓝宝石衬底与Mo源的间距≤3cm，将S源置于管式炉的上游，然后通过化学气相沉积即得MoS₂薄膜，所述化学气相沉积的温度为850-900℃，所述化学气相沉积的时间为≤5min；

所述Mo源由Mo箔以及夹在两片Mo箔中间的混合粉末组成，所述混合粉末由MoO₃粉与NaCl粉组成。

2.根据权利要求1所述的一种厘米级单晶单层的MoS₂薄膜的快速制备方法，其特征在于：所述C/A-蓝宝石衬底与Mo源的间距为1～3cm。

3.根据权利要求1或2所述的一种厘米级单晶单层的MoS₂薄膜的快速制备方法，其特征在于：所述C/A-蓝宝石衬底的获取过程为：先切割获得A面(11-20)取向0.2-1°的C/A-蓝宝石，然后将C/A-蓝宝石在空气气氛下于1000-1040℃退火120-240min。

4.根据权利要求1或2所述的一种厘米级单晶单层的MoS₂薄膜的快速制备方法，其特征在于：所述C/A-蓝宝石衬底的表面具有单一取向均匀原子台阶，台阶方向指向M面(11-10)方向、平行于A面(11-20)方向。

5.根据权利要求1或2所述的一种厘米级单晶单层的MoS₂薄膜的快速制备方法，其特征在于：所述Mo箔的厚度为0.025-0.05mm；

所述混合粉末中，按质量比计，MoO₃粉：NaCl粉＝1-3：0.1-0.3。

6.根据权利要求1或2所述的一种厘米级单晶单层的MoS₂薄膜的快速制备方法，其特征在于：所述S源为升华硫粉；所述S源的蒸发温度为120-150℃。

7.根据权利要求1或2所述的一种厘米级单晶单层的MoS₂薄膜的快速制备方法，其特征在于：在化学气相沉积前，先向管式炉中通入保护性气氛，持续通气，直至将管式炉的空气气氛完全置换成保护性气氛。

8.根据权利要求1或2所述的一种厘米级单晶单层的MoS₂薄膜的快速制备方法，其特征在于：所述化学气相沉积在保护性气氛下进行，所述化学气相沉积时，保护性气氛的流量为50-150SCCM；于25-35min升温至860-980℃进行化学气相沉积。

9.权利要求1-8任意一项所述的制备方法所制备的厘米级单晶单层的MoS₂薄膜。

10.根据权利要求9所述的一种厘米级单晶单层的MoS₂薄膜，其特征在于：所述MoS₂薄膜中，MoS₂晶核的外延方向一致，其S原子截止锯齿边平行于A(11-20)方向，扶手椅方向垂直于A(11-20)方向；

所述MoS₂薄膜中，MoS₂晶畴之间通过共价键无缝连接，连接处没有位错缺陷；

所述MoS₂薄膜的厚度为0.9nm。