[发明专利]一种室温磁性二维VSe2薄膜化学气相沉积生长方法

摘要

本发明公开了一种室温磁性二维VSe2薄膜化学气相沉积生长方法，该方法将均匀分布在衬底上的VCl3置于管式炉中心，将200‑500mgSe粉放在管式炉上游的加热圈处；管式炉用惰性气体洗气后，分段加热VCl3至500‑800℃，并保温10‑30 min，然后停止加热随炉冷却；在管式炉升温到300℃时，加热上游Se粉到300℃使Se气化，并由惰性载气带入到管式炉中心与VCl3反应，在衬底上生成VSe2薄膜；整个过程通入30‑100 sccm的惰性保护气体。本发明通过选取易升华前驱体，并优化其在衬底上的分布与放置方法，实现了高质量和可重复的制备VSe2薄膜，并提升了VSe2薄膜的制备效率。

主权项

1.一种室温磁性二维VSe2薄膜的化学气相沉积生长方法，其特征在于，该方法包括以下具体步骤：（1）衬底裁剪将一面抛光的衬底刻成2cm×1 cm的长方形；（2）衬底清洗将衬底抛光面向上，按顺序依次放入装有丙酮、乙醇和去离子水的烧杯中超声清洗20 min，除去表面杂质与有机物，清洗溶液的液面要高于衬底1 cm以上，最后用氮气枪将衬底吹干；（3）前驱体Se质量称量用电子天平称取200‑500mg纯度为99.99%的Se粉，并放入3 cm长的石英舟中；（4）用载气预清洗管式炉中的空气将装有Se粉的石英舟放入位于CVD管式炉上游的外置加热带的中心，加热带中心与管式炉中心的距离为15‑20 cm；通入流量为200 sccm的惰性气体并保持45min，清洗CVD管中的空气；（5）衬底上制备VCl3前驱体用药匙取纯度为99%的VCl3粉末放于衬底的抛光面上，然后覆盖另一片衬底，使抛光面相对并对磨，直到VCl3粉末均匀涂在整个衬底上；（6）将前驱体和衬底转移到管式炉中，并用载气清洗管式炉中残余的空气前驱体和衬底转移到CVD管式炉中，通入流量为200 sccm的惰性气体并保持45min，清洗由衬底转移引入的空气，最后将惰性气体流量调整到30‑100 sccm；（7）管式炉按照设定的程序升温、保温、降温CVD加热炉的温度程序设置：采用分两段升温的方法，从室温以25℃/min的速度升温到100℃，并保温10 min；从100℃以15℃/min的速度升温到500‑800℃的生长温度，在生长温度保温10‑30 min；结束加热程序，随炉冷却到室温；外置加热圈的温度程序设置：当CVD加热炉温度升高到300℃时，加热圈开始从室温以100℃/min升温速率加热到300℃，并一直保温到CVD炉子温度降到300℃，关闭加热圈；（8）取出衬底，衬底上得到高质量的反应产物即所述磁性二维VSe2薄膜；其中，所述衬底为蓝宝石衬底、氧化硅/硅衬底或云母衬底；所述衬底清洗所使用的丙酮、乙醇纯度为分析纯；所述惰性气体是为高纯氩气或者氮气。