雙功能鎢源制備硫化鎢單層膜的生長機理

編號：FTJS09231

篇名：雙功能鎢源制備硫化鎢單層膜的生長機理

作者：朱金童 曹陽 涂進春 張垠 王潔瓊

關鍵詞： 薄膜物理學 化學氣相沉積 二硫化鎢 單層膜 生長機理

機構： 南大學南海海洋資源利用國家重點實驗室 海南大學材料科學與工程學院 瓊臺師范學院 西安交通大學物理學院

摘要： 為了實現(xiàn)大面積、高質量二硫化鎢(WS2)單層膜的可控制備,對雙功能鎢源制備硫化鎢單層膜的機理進行了研究。通過兩步化學氣相沉積(chemical vapor deposition,CVD)法,以具有雙功能的鈉鹽鎢酸鈉二水合物(Na2WO4·2H2O)為鎢源、硫粉(S)為硫源,制備出高質量、大面積的WS2單層膜,并對其形貌和結構進行了表征。同時,通過對生長溫度與載氣種類的階段性調控,闡述了WS2單層膜的3個生長步驟(成核、擴展與融合和成形)及其生長機理。研究發(fā)現(xiàn):鎢酸鈉在730℃的熔融態(tài)溫度下,將保護性氣體高純氬(Ar)更換為還原性氣體氬氫(Ar/H2)混合氣,將促進鎢源與硫源的結合以及WS2薄膜的形成。在1050℃保溫結束后重新?lián)Q回高純Ar,可以阻止Ar/H2混合氣中的氫氣(H2)對WS2單層膜及SiO2/Si襯底的進一步刻蝕,從而獲得高質量的二硫化鎢單層膜。