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[00317710]大尺寸均匀单层MoS2可控制备

交易价格: 面议

类型: 非专利

技术成熟度: 正在研发

交易方式: 完全转让 许可转让 技术入股

联系人: 北京大学

所在地:

服务承诺
产权明晰
资料保密
对所交付的所有资料进行保密
如实描述
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技术详细介绍

单层半导体性过渡族金属硫属化合物(MX2: MoS2, WS2等)是继石墨烯之后备受关注的二维层 状材料。该类材料具有优异的电学性质、强的光物相 互作用、高效的催化特性等优点,在光电子学器件、 传感器件、电催化产氢等领域具有非常广阔的应用前 景。单层MX2材料的批量制备和高品质转移是关键 的科学问题。现有方法仍面临着诸多重大挑战,例如, 难以实现晶圆尺寸的层数均匀性、单晶畴区小、生长 速度缓慢、生长衬底价格昂贵、转移过程复杂、容易 引入污染物等。北京大学研发课题组是国内较早开展相关研究的 课题组之一,在单层MX2材料的可控制备、精密表征 和电催化产氢应用方面取得了一系列重要进展:基于 范德华外延的机理,他们在晶格匹配的云母基底上首 次获得了厘米尺度均匀的单层MoS2 (Nano Lett. 13, 3870 (2013)):在蓝宝石上获得了大畴区单层WS2 (ACS Nano 7, 8963 (2013));发展了一种新型的 金属性箔材(Au箔)基底,实现了畴区尺寸可调单层 M0S2的制备,借助STM/STS表征技术建立起了材 料原子尺度的形貌/缺陷态、电子结构和电催化析氢 之间的构效关系。最近课题组在大尺寸均匀M0S2的批量制备以及“绿色”转移方面取得重要进展。他们选 用廉价易得的普通玻璃作为基底,创新性地采用Mo箔 作为金属源(与S粉共同作为前驱体),采用“ face-to- face "的金属前驱体供给方式,实现了前驱体在样品上 下游的均匀供应,使得样品尺寸可以得到最大限度的放 大(仅受限于炉体尺寸),获得了对角线长度可达6英寸 的均匀单层MoS2;结合DFT理论计算和系统的实验结 果发现,玻璃基底上微量的Na对材料生长起到明显的 促进作用,Na倾向于吸附在MoS2畴区的边缘,起到显 著降低MoS2拼接生长能垒的作用,从而促进其快速生 长。获取满覆盖单层样品的生长时间仅为8min,单晶 畴区边缘尺寸可达0.5mmo此外,课题组利用玻璃基底 的亲水特性,发展了一种无刻蚀的、仅利用超纯水辅助 的“绿色”转移方法。该方法适用于晶圆尺寸样品的快 速转移,且具有操作简单,转移样品质量高等明显优势。 该工作提出了利用廉价的普通玻璃基底来制备大面积、 晶圆尺寸均匀、大畴区单层M0S2的新方法/新途径, 并深入分析了其生长机制,为相关二维材料的批量制备 和高效转移提供了重要的实验依据,对于推动该类材料 的实际应用具有非常重要的意义。

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