CN110364418B - 一种生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料及其制备方法 - Google Patents
一种生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110364418B CN110364418B CN201910581439.0A CN201910581439A CN110364418B CN 110364418 B CN110364418 B CN 110364418B CN 201910581439 A CN201910581439 A CN 201910581439A CN 110364418 B CN110364418 B CN 110364418B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sio
- substrate
- ingas
- growth
- dimensional
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 32
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 17
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 30
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 abstract 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 16
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 9
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 7
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000003421 catalytic decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002173 high-resolution transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000015843 photosynthesis, light reaction Effects 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/02—Sulfur, selenium or tellurium; Compounds thereof
- B01J27/04—Sulfides
-
- B01J35/39—
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/0242—Crystalline insulating materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02568—Chalcogenide semiconducting materials not being oxides, e.g. ternary compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02587—Structure
- H01L21/0259—Microstructure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/032—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
本发明公开了一种生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料及其制备方法。所述制备方法包括：用乙醇清洗衬底，用干燥氮气吹净，得到清洗后的衬底；将清洗后的衬底放入CVD设备的玻璃管内，将S粉、In颗粒及Ga颗粒放入CVD设备的玻璃管内，抽真空处理，通入氩气作为保护气；升温使S、In及Ga在外延生长面恒温生长，得到生长在SiO2衬底上的InGaS纳米材料。本发明提供的制备方法具有生长工艺简单、生长工艺简单、结晶质量好、成本低、可行性高等优点。通过本发明提供的制备方法，生长出禁带宽度连续可调并可用于制造光探测器及太阳能电池等应用的InGaS二维材料。
Description
技术领域
本发明涉及二维InGaS纳米材料生长领域，特别涉及一种生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料及其制备方法。
背景技术
近年来，研究者对于三元化合物Ⅲ-Ⅴ族半导体材料研究较为广泛，例如InGaAs红外探测器，在较高温度下仍有较好的性能，其迁移率高、可靠性好。GaP/InGaAs/InGaSb三结太阳能电池，转换效率可达23.36%。可以说，三元Ⅲ-Ⅴ族半导体材料的研究相对来说已较为完整。我们猜想，如果将Ⅴ族元素以Ⅵ族元素取代，制备出的三元化合物Ⅲ-Ⅵ族材料是否同样在光学领域具备优异或更好的性能呢。通过深入研究，我们选取Ⅵ族S元素进行三元化合物材料的合成。
硫化金属半导体有好的光催化潜力，二维GaS材料禁带宽度为2.733eV，改变应力条件可使其导带底下移，价带顶上移，使其禁带宽度减小且导带底位于H+/H2还原势之上，价带顶位于O2/H2O的氧化势之下，从而可吸收可见光产生电子-空穴对，提高其析氢的能力。但单纯依赖GaS本身应力作用，其光解水时氧化与还原电位之间难以平衡，从而限制了其应用。而In2S3的带隙宽度在2.1eV-2.3eV，由于特殊的晶体及缺陷结构以及强光敏性，以其作为催化剂在可见光照射下也可实现水的催化分解。但是In2S3原子层电荷寿命较短，也难以实施高效的光电催化水解反应，GaS则不存在这个问题。可设想，如果将In、Ga、S三种元素结合，并调整其比例及反应条件，将能够合成具有适宜能带宽度且禁带宽度连续可调的InGaS材料，有效解决二维GaS半导体光解水时氧化与还原反应之间的不平衡的问题，并延长其激发电荷的寿命，制作出优良的光催化水解材料。从这方面应用上看，InGaS材料有很大的研究价值。而CuInGaS2薄膜太阳能电池近年也是研究的热点，其为直接带隙半导体且禁带宽度在1.5eV左右，接近太阳能电池使用的最佳带宽，且光学吸收系数高达105cm-1 ，但其所涉及元素较多，化学计量较难控制，现有技术对反应环境的要求也较为严格，成本高，通常难以生长大面积的CuInGaS2薄膜材料，这大大限制了CuInGaS2材料的发展。
如果可成功生长出InGaS薄膜材料，以其作为CuInGaS2薄膜生长的前体材料，将会为CuInGaS2材料的生长方法提供更多的可能性。而InGaS材料目前在材料领域的研究较为少见，目前只有通过isomolecular交换反应，可将气态的In2S和Ga2S反应得到InGaS，但这种反应生成的InGaS多为气体态，沉积效率很低，并不能用作InGaS薄膜的生长方法。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料及其制备方法。
本发明提供的一种生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料的制备方法，具有生长工艺简单，制备成本低廉，生长所需设备较少等优点。
本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。
本发明提供的一种生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）采用SiO2片作为衬底；使用无水乙醇清洗SiO2片，再使用干燥氮气吹净，使外延生长面光滑无尘，得到清洗后的SiO2片；
（2）取两个坩埚，将Ga球（镓球）和In单质颗粒（铟单质颗粒）混合均匀，加入第一坩埚；将S粉（硫粉）加入第二坩埚中，将第一坩埚放入CVD玻璃管的第一温区中，将第二坩埚放入CVD玻璃管的第二温区中，将步骤（1）清洗后的SiO2片放在第二坩埚的正上方，然后将CVD玻璃管抽真空处理；
（3）CVD法生长InGaS：向CVD玻璃管中通入氩气（作为保护气），加热，恒温生长处理，在恒温生长处理的过程中，CVD玻璃管中的气压为6-10Pa，取出样品，得到所述生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料。
进一步地，步骤（1）所述外延生长面为（111）面、（110）面或（100）面。
进一步地，步骤（2）所述Ga球与In单质颗粒的质量比为1.6-3.3：1。
进一步地，步骤（2）所述In单质颗粒与S粉的质量比为0.5-2：1。
进一步地，步骤（2）所述抽真空处理，是使抽真空后的CVD玻璃管内的气压为5pa以下。
进一步地，步骤（3）所述氩气的流量为40-50sccm。
进一步地，步骤（3）中，加热后的第一温度区的温度为800-900℃，加热后的第二温度区的温度为150-200℃。
进一步地，步骤（3）所述恒温生长处理的时间为3-5min。
进一步地，步骤（3）所述生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料的厚度为10-20nm。
本发明提供的一种由上述的制备方法制得的生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料。
本发明提供的制备方法，采用了CVD法生长InGaS；Cvd法具有设备简单、反应条件易于控制、薄膜成分易控等优点，已成为制备二维材料的最佳方法。本发明采用cvd法，利用简单的设备，以单质材料作为生长源，提供了一种简便高效的二维InGaS薄膜材料的生长方法。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
（1）本发明提供的生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料，在生长时所需的In、Ga及S元素均直接使用单质作为来源参与反应，反应更为充分，且反应元素的比例更容易控制，具有原料来源广泛、成本低廉、生长效率相对较高的特点；
（2）本发明提供的制备方法，采用化学气相沉积工艺进行材料的生长，生长所需设备较少，操作步骤及工艺简单，可行性高，产率较高而容易获得高纯品；
（3）本发明提供的制备方法，使用SiO2片作为衬底， SiO2衬底导电和导热性能好、成本低廉、技术成熟，能有效提高生长的成功率，同时降低成本。通过调整In、Ga、S三种单质源的比例，可以生长出禁带宽度连续可调的InGaS材料，且此材料在光催化水解及太阳能电池等应用上具有广泛的前景。
附图说明
图1是本发明提供的生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料的分布示意图；
图2实施例1提供的生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料的高分辨透射电子显微镜图。
具体实施方式
以下结合附图和实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此。需指出的是，以下若有未特别详细说明之过程，均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，视为可以通过市售购买得到的常规产品。
下面实施例制得的所述生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料的分布示意图可参照图1所示。
实施例1
一种生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）采用SiO2片作为衬底，选取晶体取向为（111）面为外延面；使用无水乙醇清洗SiO2片，再使用干燥氮气吹净，使外延生长面光滑无尘，得到清洗后的SiO2片；
（2）取两个坩埚，分别命名为1号坩埚和2号坩埚，以Ga球为Ga源，称取0.10g并置于1号坩埚中；另外以In单质颗粒为In源，称取0.03g，放入前述放置Ga的坩埚中，并与Ga混匀；以S粉为S源，称取0.03g并放入2号坩埚中；
（3）采用化学气相沉积工艺，将步骤（2）所得到的材料及清洗后的SiO2片一同放置于CVD生长设备中，通过机械泵设备提供生长所需的真空环境（CVD玻璃管内的气压为5pa以下），并通入40sccm氩气作为保护气；启动反应设备，实现在SiO2衬底上生在二维InGaS；生长要求：Ga球和In颗粒所在生长炉生长温度为900℃，S粉所在生长炉生长温度为200℃，在恒温生长处理的过程中，CVD玻璃管中的气压为5-10Pa，生长的时间为3min；
（4）反应结束，关闭电源使其自然降温，至室温时取出，取出样品，得到所述生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料。
将所制得的生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料进行SEM测试，结果如图2所示，从图2中可看出，材料中的晶粒尺寸为3-5微米，厚度为10-20纳米。晶体图案为五边形、六角形或圆形。其他实施例的效果与实施例1相似，可参照图2。
实施例2
一种生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）采用SiO2片作为衬底，选取晶体取向为（111）面为外延面；使用无水乙醇清洗SiO2片，再使用干燥氮气吹净，使外延生长面光滑无尘，得到清洗后的SiO2片；
（2）取两个坩埚，分别命名为1号坩埚和2号坩埚，以Ga球为Ga源，称取0.10g并置于1号坩埚中；另外以In单质颗粒为In源，称取0.06g，放入前述放置Ga的坩埚中，并与Ga混匀；以S粉为S源，称取0.03g并放入2号坩埚中；
（3）采用化学气相沉积工艺，将步骤（2）所得到的材料及清洗后的SiO2片一同放置于CVD生长设备中，通过机械泵设备提供生长所需的真空环境（CVD玻璃管内的气压为5pa以下），并通入45sccm氩气作为保护气；启动反应设备，实现在SiO2衬底上生在二维InGaS；生长要求Ga球和In颗粒所在生长炉生长温度为850℃，S粉所在生长炉生长温度为180℃，在恒温生长处理的过程中，CVD玻璃管中的气压为5-10Pa，生长的时间为5min；
（5）反应结束，关闭电源使其自然降温，至室温时取出，得到所述生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料。
本实施例制备的生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料具有与实施例1相近的效果，可参照图2，在此不再赘述。
实施例3
一种生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）采用SiO2片作为衬底，选取晶体取向为（111）面为外延面；使用无水乙醇清洗SiO2片，再使用干燥氮气吹净，使外延生长面光滑无尘，得到清洗后的SiO2片；
（2）取两个坩埚，分别命名为1号坩埚和2号坩埚，以Ga球为Ga源，称取0.09g并置于1号坩埚中；另外以In单质颗粒为In源，称取0.03g，放入前述放置Ga的坩埚中，并与Ga混匀；以S粉为S源，称取0.06g并放入2号坩埚中；
（3）采用化学气相沉积工艺，将步骤（2）所得到的材料及清洗后的SiO2片一同放置于CVD生长设备中，通过机械泵设备提供生长所需的真空环境（CVD玻璃管内的气压为5pa以下），并通入50sccm氩气作为保护气；启动反应设备，实现在SiO2衬底上生在二维InGaS；生长要求Ga球和In颗粒所在生长炉生长温度为800℃，S粉所在生长炉生长温度为150℃，在恒温生长处理的过程中，CVD玻璃管中的气压为5-10Pa，生长的时间为4min；
（5）反应结束，关闭电源使其自然降温，至室温时取出，得到所述生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料。
本实施例制备的生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料具有与实施例1相近的效果，可参照图2，在此不再赘述。
以上实施例仅为本发明较优的实施方式，仅用于解释本发明，而非限制本发明，本领域技术人员在未脱离本发明精神实质下所作的改变、替换、修饰等均应属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)采用SiO2片作为衬底；使用无水乙醇清洗SiO2片，再使用干燥氮气吹净，使外延生长面光滑无尘，得到清洗后的SiO2片；
(2)取两个坩埚，将Ga球和In单质颗粒混合均匀，加入第一坩埚；将S粉加入第二坩埚中，将第一坩埚放入CVD玻璃管的第一温区中，将第二坩埚放入CVD玻璃管的第二温区中，将步骤(1)清洗后的SiO2片放在第二坩埚的正上方，然后将CVD玻璃管抽真空处理；所述Ga球与In单质颗粒的质量比为1.6-3.3：1；所述In单质颗粒与S粉的质量比为0.5-2：1；
(3)向CVD玻璃管中通入氩气，加热，恒温生长处理，在恒温生长处理的过程中，CVD玻璃管中的气压为6-10Pa，取出样品，得到所述生长在SiO2衬底上的五边形、六角形或圆形的二维InGaS纳米材料；加热后的第一温度区的温度为800-900℃，加热后的第二温度区的温度为150-200℃，所述恒温生长处理的时间为3-5min，所述氩气的流量为40-50sccm。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述外延生长面为(111)面、(110)面或(100)面。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述抽真空处理，是使抽真空后的CVD玻璃管内的气压为5pa以下。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料的厚度为10-20nm。
5.一种由权利要求1-4任一项所述的制备方法制得的生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910581439.0A CN110364418B (zh) | 2019-06-29 | 2019-06-29 | 一种生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910581439.0A CN110364418B (zh) | 2019-06-29 | 2019-06-29 | 一种生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110364418A CN110364418A (zh) | 2019-10-22 |
| CN110364418B true CN110364418B (zh) | 2021-11-23 |
Family
ID=68216110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910581439.0A Active CN110364418B (zh) | 2019-06-29 | 2019-06-29 | 一种生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110364418B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111969011B (zh) * | 2020-08-14 | 2023-07-04 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种可折叠显示模组、显示装置、制作方法和使用方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101908580A (zh) * | 2010-06-25 | 2010-12-08 | 清华大学 | 一种连续制备铜铟镓硒硫太阳能电池吸收层的工艺 |
| CN102060273A (zh) * | 2010-11-05 | 2011-05-18 | 桂林理工大学 | 常压开放体系溶剂热合成ⅰ-ⅲ-ⅵ族半导体材料的方法 |
| CN103871851A (zh) * | 2012-12-18 | 2014-06-18 | 北京汉能创昱科技有限公司 | 一种铜铟镓硒薄膜电池共蒸发线性源阵列的排布 |
| CN105679877A (zh) * | 2014-11-17 | 2016-06-15 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种柔性衬底上制备高结合力吸收层的方法 |
| CN107188220A (zh) * | 2017-06-20 | 2017-09-22 | 华中科技大学 | 一种二维纳米Ga2In4S9晶体材料的制备方法及产品 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7910450B2 (en) * | 2006-02-22 | 2011-03-22 | International Business Machines Corporation | Method of fabricating a precision buried resistor |
-
2019
- 2019-06-29 CN CN201910581439.0A patent/CN110364418B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101908580A (zh) * | 2010-06-25 | 2010-12-08 | 清华大学 | 一种连续制备铜铟镓硒硫太阳能电池吸收层的工艺 |
| CN102060273A (zh) * | 2010-11-05 | 2011-05-18 | 桂林理工大学 | 常压开放体系溶剂热合成ⅰ-ⅲ-ⅵ族半导体材料的方法 |
| CN103871851A (zh) * | 2012-12-18 | 2014-06-18 | 北京汉能创昱科技有限公司 | 一种铜铟镓硒薄膜电池共蒸发线性源阵列的排布 |
| CN105679877A (zh) * | 2014-11-17 | 2016-06-15 | 中国电子科技集团公司第十八研究所 | 一种柔性衬底上制备高结合力吸收层的方法 |
| CN107188220A (zh) * | 2017-06-20 | 2017-09-22 | 华中科技大学 | 一种二维纳米Ga2In4S9晶体材料的制备方法及产品 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 19.9%‐efficient ZnO/CdS/CuInGaSe2 solar cell with 81.2% fill factor;Ingrid Repins等;《PROGRESS IN PHOTOVOLTAICS: RESEARCH AND APPLICATIONS》;20080214;第16卷(第3期);第235-239页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110364418A (zh) | 2019-10-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109650354B (zh) | 一种二维碲化铅纳米片的制备方法、应用和一种纳米材料 | |
| CN110983294A (zh) | 一种一步CVD法制备WS2/MoS2异质结的方法 | |
| CN111020487B (zh) | 一种取向可控的准一维结构材料的薄膜制备方法 | |
| CN102320758A (zh) | 一种核壳结构ZnO纳米同质节阵列的制备方法 | |
| CN109437124B (zh) | 一种合成单层过渡金属硫族化合物的方法 | |
| CN108511324B (zh) | 一种γ相硒化铟纳米片的外延生长方法 | |
| CN110364418B (zh) | 一种生长在SiO2衬底上的二维InGaS纳米材料及其制备方法 | |
| WO2012116477A1 (zh) | 一种高密度氧化锌纳米颗粒的制备方法 | |
| CN109023296B (zh) | 一种在氟金云母衬底上化学气相沉积生长钼钨硒合金的方法 | |
| CN115341273B (zh) | 一种大尺寸二维热电材料碲化铋单晶的制备 | |
| CN108975319B (zh) | 一种p型半导体石墨烯的制备方法 | |
| CN111041450A (zh) | 一种碱辅助化学气相沉积生长大面积单层二硫化钨的制备方法 | |
| CN101693550B (zh) | 一种生长CdO纳米线束的方法 | |
| CN109179422B (zh) | 一种大规模无定形硅颗粒的制备方法 | |
| CN114959635A (zh) | 一种硫化锡/二硫化钼混合维度范德华异质结的制备方法 | |
| CN109382087B (zh) | 一种二氧化锡-锡酸锌核壳纳米线及制备方法 | |
| KR101397451B1 (ko) | Ｃｕ(Ｉｎ,Ｇａ)Ｓｅ2 나노로드 또는 나노와이어의 제조방법 및 이를 포함하는 재료 | |
| CN108735866A (zh) | 生长在Si/石墨烯复合衬底上InN纳米柱外延片及其制备方法 | |
| CN107964682B (zh) | 一种以包裹泡沫材料的方式制备单层六方氮化硼大单晶的方法 | |
| CN111816770B (zh) | 钙钛矿薄膜的制备方法、钙钛矿薄膜以及太阳能电池器件 | |
| CN111424312B (zh) | 一种3c-碳化硅二维单晶纳米片的制备方法 | |
| CN115341272B (zh) | 一种毫米级二维拓扑材料硒化铋单晶的制备方法 | |
| CN110634749B (zh) | 一种BaSi2薄膜的外延生长方法 | |
| CN110364419B (zh) | 一种生长在Si衬底上的二维InGaSe纳米材料及其制备方法 | |
| CN116356418A (zh) | 一种磁推送可控生长的多边形单层WSe2薄膜的CVD制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |