CN113136560A - 一种新型自组装分形结构硫化钨材料及其制备方法 - Google Patents

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CN113136560A CN202110452198.7A CN202110452198A CN113136560A CN 113136560 A CN113136560 A CN 113136560A CN 202110452198 A CN202110452198 A CN 202110452198A CN 113136560 A CN113136560 A CN 113136560A
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Abstract

本发明公开了一种新型自组装分形结构硫化钨材料及其制备方法，包括如下步骤：(1)将硫源、钨源分别放置于石英舟中，然后将清洗干净的SiO2/Si衬底倒置扣在装有钨源的石英舟表面；(2)取一两端开口的石英管，将装有硫源的石英舟和装有钨源的石英舟放置于石英管内，然后将石英管放入CVD炉膛中，随之封闭炉体；(3)在保护气体条件下，以氢气为催化气体，采用CVD法制得硫化钨材料。本发明通过控制两源间距、样品生长时间及温度、载流气体的种类及流速等影响WS2薄膜生长的主要因素，制得一种新型的自组装分形结构WS2薄膜，质量高，且制备工艺简单，成本低。

Description

一种新型自组装分形结构硫化钨材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料制备技术领域，特别是涉及一种新型自组装分形结构硫化钨材料及其制备方法。
背景技术
进入二十一世纪，碳纳米材料一直备受人们的关注，从20世纪80年代发现准富勒烯开始，到后来准一维纳米碳管的发现，再到2004年Geim和Williams等通过用胶带反复粘贴高定向热解石墨的方法，首次获得了单层石墨烯。至此，二维层状材料由于其独特的结构、机械和物理特性以及潜在的应用在世界上范围内引起了研究者的广泛关注。二维二硫化钨(WS2)是一种典型的二维层状过渡金属硫属化物(简称TMDCs)材料，其单层结构是一个W原子与周围的六个S原子形成共价键，而一个S原子与三个W原子结合形成“S-W-S”三明治结构；层间通过微弱的范德华力耦合，单层厚度约为0.7nm。WS2是一种从多层形式的间接带隙结构过渡到单层形式的直接带隙结构的二维材料，带隙在1.3～2.05eV之间。由于其有效质量较低，预测在室温下单层WS2的室温声子限制电子迁移率超过1000cm2V-1s-1。由于存在较大的带隙，WS2在半导体电学和光电子学中具有广泛的应用前景，如太阳能电池材料、晶体管通道材料和光电探测器等。
如今，为了获得大面积、高结晶度和不同层的TMDCs薄膜，研究人员采用了各种方法，包括机械剥脱、金属-有机化学气相沉积(MOCVD)、原子层沉积(ALD)和化学气相沉积(CVD)等。其中CVD是最有前途且经济有效的大面积、高质量晶体二维材料的可控合成方法。传统的CVD制备的TMDCs薄膜以单一气体流量为主，注重温度调节和衬底改性，对薄膜尺寸、层数均无法实现可控合成，且制备成功的单晶、小尺寸薄膜由于结构的内在特点，应用面十分有限。现如今，环境逐渐恶劣，能源危机越来越严重，传统的贵金属催化剂效率高但成本也高，普通的催化剂成本低但效率不理想；而且传统的光电器件从设计到制备再到应用，成本高且过程十分繁琐。因此，为了拓宽WS2的应用面，就不得不从材料本身结构和制备方法上出发，开发一种工艺流程更简单、耗时更短、成本低且产品质量高的WS2材料制备方法。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种新型自组装分形结构硫化钨材料及其制备方法，采用本发明的方法可制备出新型的自组装、具有分形结构的WS2材料，并且本发明的制备方法具有工艺流程简单、耗时短、成本低及得到的材料质量高等优点。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种新型自组装分形结构硫化钨材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将硫源、钨源分别放置于石英舟中，然后将清洗干净的SiO2/Si衬底倒置扣在装有钨源的石英舟表面；
(2)取一两端开口的石英管，将装有硫源的石英舟和装有钨源的石英舟放置于石英管内，然后将石英管放入CVD炉膛中，随之封闭炉体；
(3)在保护气体条件下，以氢气为催化气体，采用CVD法制备而的硫化钨材料。
进一步，所述步骤(1)中，所述硫源为升华硫，所述升华硫为高纯升华硫，纯度≥99.99％；所述钨源为WO3，所述WO3的纯度≥99.999％。
进一步，所述步骤(1)中，硫源、钨源的质量比为40-60∶1，优选为40-50∶1，更优选为40∶1。
进一步，所述步骤(1)中，SiO2/Si衬底倒置扣在装有钨源的石英舟表面上时，SiO2/Si衬底的氧化层向下。
进一步，所述步骤(1)中，SiO2/Si衬底的清洗方法为：将SiO2/Si衬底置于容器中，加入洗洁剂、丙酮、无水乙醇和水，进行超声清洗，然后将衬底取出置于氮气环境下干燥。
可选地，超声清洗时间不低于10min。
进一步，所述步骤(2)中，装有硫源的石英舟和装有钨源的石英舟之间的距离为20-26cm，优选为21cm。通过控制两石英舟的间距，使两源在合适的生长时间范围内及合适的气流下充分反应。
进一步，所述步骤(3)包括：在保护气体条件下，通入氢气，进行加热，加热完毕后，停止通入保护气体和氢气，待炉体自然冷却后至室温后，通入保护气体冲洗炉膛，再取出样品，完成制备。
进一步，所述步骤(3)中，炉体封闭后，打开真空泵，先将炉体内气压调至10-20Pa，关闭真空泵，随后通入流速大于500sccm的保护气体，使炉体内气压恢复至常压，拧开出气口阀，同时调低保护气体流速至300-400sccm，待炉体内残留空气部排出后，将保护气体流速调至30-40sccm保持；运行CVD系统开始加热，达到预设温度时，调大保护气体的流速至80-90sccm，并将氢气流速调至4-6sccm，此后保持上述混合流速直至加热完毕；加热完毕后，关闭氢气和保护气体，同时将进气口和出气口拧紧，待炉体自然冷却至室温，打开炉体前通入保护气体冲洗炉膛，整个过程保持气压不变，随后取出样品，完成制备。
可选地，所述保护气体选自氩气、氦气、氮气中的至少一种。
可选地，保护气体流速调低至300-400sccm后，持续5-10min，以将炉体内残留空气全部排出。
可选地，CVD系统包括两个温区，两个温区的预设温度分别为：第一温区，即硫源所在温区，为190-210℃，优选为200℃；第二温区，即衬底所在温区，为920-950℃，优选为930℃。
可选地，升温过程中升温速率为20-30℃/min。
可选地，达到预设温度后，保温时间为5-10min，优选为6min。
可选地，打开炉体前通入保护气体冲洗炉膛的时间为5-10min。
进一步，所述硫化钨材料为二硫化物WS2薄膜。
本发明第二方面提供一种根据第一方面所述的制备方法制得的新型自组装分形结构硫化钨材料。
如上所述，本发明的新型自组装分形结构硫化钨材料及其制备方法，具有以下有益效果：
本发明的硫化钨材料制备方法中，影响WS2薄膜生长的主要因素包括两源间距、样品生长时间及温度、载流的种类及流速等，其中，步骤1中，将SiO2/Si衬底的氧化层向下，倒扣在钨源的石英舟表面，方便WS2薄膜更好的合成到衬底表面；步骤2中，将分别装有硫源和钨源的两石英舟放入两端开口的石英管内，有利于调控气流的流速；步骤3中，通过对载气(氢气和保护气体)流速的调节，不仅控制了前驱体S源到达衬底的浓度，同时对样品的成核密度、层数及横向尺寸进行了有效地把控；步骤3中，打开炉体前通入保护气体冲洗炉膛，有助于高质量分形结构WS2薄膜的形成。
本发明制备工艺简单，成本较低，且制得的自组装分形结构WS2薄膜质量高，实用性高，应用范围广，具有非常重要的现实意义。
附图说明
图1显示为实施例1、2中CVD系统第一温区SV1(a)、第二温区SV2(b)的温度曲线图；
图2显示为实施例1中SiO2/Si衬底上的WS2薄膜的光学显微镜图；
图3显示为实施例1中SiO2/Si衬底上的WS2薄膜的荧光显微镜图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
本发明提供了一种新型自组装分形结构硫化钨材料，具体为二硫化物WS2薄膜，其制备方法包括如下步骤：
(1)将硫源、钨源分别放置于石英舟中，然后将清洗干净的SiO2/Si衬底倒置扣在装有钨源的石英舟表面；
(2)取一两端开口的石英管，将装有硫源的石英舟和装有钨源的石英舟放置于石英管内，然后将石英管放入CVD炉膛中，随之封闭炉体；
(3)在保护气体条件下，以氢气为催化气体，采用CVD法制备而的硫化钨材料。
具体的，步骤(1)中，硫源为升华硫，升华硫为高纯升华硫，纯度≥99.99％；钨源为WO3，WO3的纯度≥99.999％。
具体的，步骤(1)中，硫源、钨源的质量比为40-60∶1，优选为40-50∶1。
具体的，步骤(1)中，SiO2/Si衬底倒置扣在装有钨源的石英舟表面上时，SiO2/Si衬底的氧化层向下。
具体的，步骤(1)中，SiO2/Si衬底的清洗方法为：将SiO2/Si衬底置于容器中，加入洗洁剂、丙酮、无水乙醇和水，进行超声清洗，然后将衬底取出置于氮气环境下干燥。
可选地，超声清洗时间不低于10min。
具体的，步骤(2)中，装有硫源的石英舟和装有钨源的石英舟之间的距离为20-26cm。通过控制两石英舟的间距，使两源在生长时间范围内及合适的气流下充分反应。
具体的，步骤(3)包括：在保护气体条件下，通入氢气，进行加热，加热完毕后，停止通入保护气体和氢气，待炉体自然冷却后至室温后，通入保护气体冲洗炉膛，再取出样品，完成制备。
具体的，步骤(3)中，炉体封闭后，打开真空泵，先将炉体内气压调至10-20Pa，关闭真空泵，随后通入流速大于500sccm的保护气体，使炉体内气压恢复至常压，拧开出气口阀，同时调低保护气体流速至300-400sccm，待炉体内残留空气全部排出后，将保护气体流速调至30-40sccm保持；运行CVD系统开始加热，达到预设温度时，调大保护气体的流速至80-90sccm，并将氢气流速调至4-6sccm，此后保持上述混合流速直至加热完毕；加热完毕后，关闭氢气和保护气体，同时将进气口和出气口拧紧，待炉体自然冷却至室温，打开炉体前通入保护气体冲洗炉膛，整个过程保持气压不变，随后取出样品，完成制备。
可选地，保护气体选自氩气、氦气、氮气中的至少一种。
可选地，保护气体流速调低至300-400sccm后，持续5-10min，以将炉体内残留空气全部排出。
可选地，CVD系统包括两个温区，两个温区的预设温度分别为：第一温区，即硫源所在温区，为190-210℃；第二温区，即衬底所在温区，为920-950℃。
可选地，打开炉体前通入保护气体冲洗炉膛的时间为5-10min。
本发明的硫化钨材料制备方法中，影响WS2薄膜生长的主要因素包括两源间距、样品生长时间及温度、载流的种类及流速等，其中，步骤1中，将SiO2/Si衬底的氧化层向下，倒扣在钨源的石英舟表面，方便WS2薄膜更好的合成到衬底表面；步骤2中，将分别装有硫源和钨源的两石英舟放入两端开口的石英管内，有利于调控气流的流速；步骤3中，通过对载气(氢气和保护气体)流速的调节，不仅控制了前驱体S源到达衬底的浓度，同时对样品的成核密度、层数及横向尺寸进行了有效地把控；步骤3中，打开炉体前通入保护气体冲洗炉膛，有助于高质量分形结构WS2薄膜的形成。
下面具体的例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行具体的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1
本实施例中自组装分形结构硫化钨材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：准备
(1)SiO2/Si衬底的清洗
将实验所需的SiO2/Si衬底置于烧杯中，依次加入少量的洗洁剂、丙酮、无水乙醇及去离子水，放置于超声清洗仪中分别超声10min，全部结束后将衬底取出放置于氮气环境下干燥。
(2)原料的准备
取相同的两石英舟。称取400mg高纯升华硫于一石英舟中，再称取10mg高纯WO3(99.999％)置于另一石英舟中，同时将清洗干净的衬底倒置扣在装有WO3的石英舟表面(SiO2/Si衬底氧化层向下)；以上所述过程全部在手套箱中完成。
步骤2：WS2薄膜的制备
(1)取一两端开口的石英管。将装有升华硫的石英舟放置于石英管的左侧，而装有WO3的石英舟放置于石英管的右侧，两石英舟的距离为21cm，然后慢慢将石英管放入CVD炉膛中，随之封闭炉体。
(2)打开真空泵，缓缓拧开真空阀至真空阀全部打开，待炉体内气压抽至10Pa左右时，关闭真空阀及真空泵，随后通入大于500sccm高纯氩气使炉体内气压恢复至常压，拧开出气口阀，同时将氩气调低至400sccm，并持续5-10min，以期将炉体内的氧气等残留气体全部排出，此后将氩气调至35sccm保持。
(3)运行CVD系统开始加热，第一温区(硫源所在温区)SV1及第二温区(衬底所在温区)SV2的温度曲线分别如图1(a)(b)所示：45min时第二温区温度达到930℃，钨(W)得到还原，并在预定位置等待硫源的吹入；等待1-7min后第一温区由10℃快速升温至200℃，在此期间同时调大氩气的流速至80sccm，氢气的流速为5sccm，气压保持为常压，在此条件下保温6min直至结束；在整个升温过程中升温速率保持在20-30℃/min。
(4)加热完毕后，关闭氢气和氩气，同时将进气口和出气口拧紧，待炉体自然冷却至室温，打开炉体前通入氩气冲洗炉膛5-10min，整个过程保持气压不变，随后取出样品。
图2为自组装生长的新型WS2薄膜材料的光学显微镜图，可以看出，材料分形结构十分明显，且尺寸相对较大。
图3为自组装生长的新型WS2薄膜材料的荧光显微镜图，此时材料的分形结构更加明显清晰。
实施例2
本实施例中自组装分形结构硫化钨材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：准备
(1)SiO2/Si衬底的清洗
将实验所需的SiO2/Si衬底置于烧杯中，依次加入少量的洗洁剂、丙酮、无水乙醇及去离子水，放置于超声清洗仪中分别超声10min，全部结束后将衬底取出放置于氮气环境下干燥。
(2)原料的准备
取相同的两石英舟。称取390mg高纯升华硫于一石英舟中，再称取8mg高纯WO3(99.999％)置于另一石英舟中，同时将清洗干净的衬底倒置扣在装有WO3的石英舟表面(SiO2/Si衬底氧化层向下)；以上所述过程全部在手套箱中完成。
步骤2：WS2薄膜的制备
(1)取一两端开口的石英管。将装有升华硫的石英舟放置于石英管的左侧，而装有WO3的石英舟放置于石英管的右侧，两石英舟的距离为22cm，然后慢慢将石英管放入CVD炉膛中，随之封闭炉体。
(2)打开真空泵，缓缓拧开真空阀至真空阀全部打开，待炉体内气压抽至10Pa左右时，关闭真空阀及真空泵，随后通入大于500sccm高纯氩气使炉体内气压恢复至常压，拧开出气口阀，同时将氩气调低至400sccm，并持续5-10min，以期将炉体内的氧气等残留气体全部排出，此后将氩气调至30sccm保持。
(3)运行CVD系统开始加热，第一温区(硫源所在温区)SV1及第二温区(衬底所在温区)SV2的温度曲线分别如图1(a)(b)所示：45min时第二温区温度达到930℃，钨(W)得到还原，并在预定位置等待硫源的吹入；等待1-7min后第一温区由10℃快速升温至200℃，在此期间同时调大氩气的流速至85sccm，氢气的流速为6sccm，气压保持为常压，在此条件下保温6min直至结束；在整个升温过程中升温速率保持在20-30℃/min。
(4)加热完毕后，关闭氢气和氩气，同时将进气口和出气口拧紧，待炉体自然冷却至室温，打开炉体前通入氩气冲洗炉膛5-10min，整个过程保持气压不变，随后取出样品。
实施例3
本实施例中自组装分形结构硫化钨材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：准备
(1)SiO2/Si衬底的清洗
将实验所需的SiO2/Si衬底置于烧杯中，依次加入少量的洗洁剂、丙酮、无水乙醇及去离子水，放置于超声清洗仪中分别超声10min，全部结束后将衬底取出放置于氮气环境下干燥。
(2)原料的准备
取相同的两石英舟。称取380mg高纯升华硫于一石英舟中，再称取8mg高纯WO3(99.999％)置于另一石英舟中，同时将清洗干净的衬底倒置扣在装有WO3的石英舟表面(SiO2/Si衬底氧化层向下)；以上所述过程全部在手套箱中完成。
步骤2：WS2薄膜的制备
(1)取一两端开口的石英管。将装有升华硫的石英舟放置于石英管的左侧，而装有WO3的石英舟放置于石英管的右侧，两石英舟的距离为23cm，然后慢慢将石英管放入CVD炉膛中，随之封闭炉体。
(2)打开真空泵，缓缓拧开真空阀至真空阀全部打开，待炉体内气压抽至10Pa左右时，关闭真空阀及真空泵，随后通入大于500sccm高纯氩气使炉体内气压恢复至常压，拧开出气口阀，同时将氩气调低至300sccm，并持续5-10min，以期将炉体内的氧气等残留气体全部排出，此后将氩气调至30sccm保持。
(3)运行CVD系统开始加热：45min时第二温区温度达到950℃，钨(W)得到还原，并在预定位置等待硫源的吹入；此时第一温区由10℃快速升温至210℃，在此期间同时调大氩气的流速至90sccm，氢气的流速为4sccm，气压保持为常压，在此条件下保温6min直至结束；在整个升温过程中升温速率保持在20-30℃/min。
(4)加热完毕后，关闭氢气和氩气，同时将进气口和出气口拧紧，待炉体自然冷却至室温，打开炉体前通入氩气冲洗炉膛5-10min，整个过程保持气压不变，随后取出样品。
实施例4
本实施例中自组装分形结构硫化钨材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：准备
(1)SiO2/Si衬底的清洗
将实验所需的SiO2/Si衬底置于烧杯中，依次加入少量的洗洁剂、丙酮、无水乙醇及去离子水，放置于超声清洗仪中分别超声10min，全部结束后将衬底取出放置于氮气环境下干燥。
(2)原料的准备
取相同的两石英舟。称取500mg高纯升华硫于一石英舟中，再称取10mg高纯WO3(99.999％)置于另一石英舟中，同时将清洗干净的衬底倒置扣在装有WO3的石英舟表面(SiO2/Si衬底氧化层向下)；以上所述过程全部在手套箱中完成。
步骤2：WS2薄膜的制备
(1)取一两端开口的石英管。将装有升华硫的石英舟放置于石英管的左侧，而装有WO3的石英舟放置于石英管的右侧，两石英舟的距离为26cm，然后慢慢将石英管放入CVD炉膛中，随之封闭炉体。
(2)打开真空泵，缓缓拧开真空阀至真空阀全部打开，待炉体内气压抽至20Pa左右时，关闭真空阀及真空泵，随后通入大于500sccm高纯氩气使炉体内气压恢复至常压，拧开出气口阀，同时将氩气调低至300sccm，并持续5-10min，以期将炉体内的氧气等残留气体全部排出，此后将氩气调至30sccm保持。
(3)运行CVD系统开始加热：45min时第二温区温度达到920℃，钨(W)得到还原，并在预定位置等待硫源的吹入；此时第一温区由10℃快速升温至190℃，在此期间同时调大氩气的流速至90sccm，氢气的流速为6sccm，气压保持为常压，在此条件下保温10min直至结束；在整个升温过程中升温速率保持在20-30℃/min。
(4)加热完毕后，关闭氢气和氩气，同时将进气口和出气口拧紧，待炉体自然冷却至室温，打开炉体前通入氩气冲洗炉膛5-10min，整个过程保持气压不变，随后取出样品。
实施例5
本实施例中自组装分形结构硫化钨材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：准备
(1)SiO2/Si衬底的清洗
将实验所需的SiO2/Si衬底置于烧杯中，依次加入少量的洗洁剂、丙酮、无水乙醇及去离子水，放置于超声清洗仪中分别超声10min，全部结束后将衬底取出放置于氮气环境下干燥。
(2)原料的准备
取相同的两石英舟。称取450mg高纯升华硫于一石英舟中，再称取10mg高纯WO3(99.999％)置于另一石英舟中，同时将清洗干净的衬底倒置扣在装有WO3的石英舟表面(SiO2/Si衬底氧化层向下)；以上所述过程全部在手套箱中完成。步骤2：WS2薄膜的制备
(1)取一两端开口的石英管。将装有升华硫的石英舟放置于石英管的左侧，而装有WO3的石英舟放置于石英管的右侧，两石英舟的距离为20cm，然后慢慢将石英管放入CVD炉膛中，随之封闭炉体。
(2)打开真空泵，缓缓拧开真空阀至真空阀全部打开，待炉体内气压抽至15Pa左右时，关闭真空阀及真空泵，随后通入大于500sccm高纯氩气使炉体内气压恢复至常压，拧开出气口阀，同时将氩气调低至350sccm，并持续5-10min，以期将炉体内的残留空气全部排出，此后将氩气调至40sccm保持。
(3)运行CVD系统开始加热：45min时第二温区温度达到940℃，钨(W)得到还原，并在预定位置等待硫源的吹入；此时第一温区由10℃快速升温至200℃，在此期间同时调大氩气的流速至90sccm，氢气的流速为4sccm，气压保持为常压，在此条件下保温5min直至结束；在整个升温过程中升温速率保持在20-30℃/min。
(4)加热完毕后，关闭氢气和氩气，同时将进气口和出气口拧紧，待炉体自然冷却至室温，打开炉体前通入氩气冲洗炉膛5-10min，整个过程保持气压不变，随后取出样品。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种新型自组装分形结构硫化钨材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将硫源、钨源分别放置于石英舟中，然后将清洗干净的SiO2/Si衬底倒置扣在装有钨源的石英舟表面；
(2)取一两端开口的石英管，将装有硫源的石英舟和装有钨源的石英舟放置于石英管内，然后将石英管放入CVD炉膛中，随之封闭炉体；
(3)在保护气体条件下，以氢气为催化气体，采用CVD法制备而的硫化钨材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述硫源为升华硫，所述升华硫为高纯升华硫，纯度≥99.99％；所述钨源为WO3，所述WO3的纯度≥99.999％；和/或，所述步骤(1)中，硫源、钨源的质量比为40-60∶1。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，SiO2/Si衬底倒置扣在装有钨源的石英舟表面上时，SiO2/Si衬底的氧化层向下。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，SiO2/Si衬底的清洗方法为：将SiO2/Si衬底置于容器中，加入洗洁剂、丙酮、无水乙醇和水，进行超声清洗，然后将衬底取出置于氮气环境下干燥。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，装有硫源的石英舟和装有钨源的石英舟之间的距离为20-26cm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)包括：在保护气体条件下，通入氢气，进行加热，加热完毕后，停止通入保护气体和氢气，待炉体自然冷却后至室温后，通入保护气体冲洗炉膛，再取出样品，完成制备。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，炉体封闭后，打开真空泵，先将炉体内气压调至10-20Pa，关闭真空泵，随后通入流速大于500sccm的保护气体，使炉体内气压恢复至常压，拧开出气口阀，同时调低保护气体流速至300-400sccm，待炉体内残留空气全部排出后，将保护气体流速调至30-40sccm保持；运行CVD系统开始加热，达到预设温度时，调大保护气体的流速至80-90sccm，并将氢气流速调至4-6sccm，此后保持上述混合流速直至加热完毕；加热完毕后，关闭氢气和保护气体，同时将进气口和出气口拧紧，待炉体自然冷却至室温，打开炉体前通入保护气体冲洗炉膛，整个过程保持气压不变，随后取出样品，完成制备。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述保护气体选自氩气、氦气、氮气中的至少一种；
和/或，保护气体流速调低至300-400sccm后，持续5-10min，以将炉体内残留空气全部排出；
和/或，CVD系统包括两个温区，两个温区的预设温度，分别为：第一温区，即硫源所在温区，为190-210℃；第二温区，即衬底所在温区，为920-950℃；
和/或，打开炉体前通入保护气体冲洗炉膛的时间为5-10min。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述硫化钨材料为二硫化物WS2薄膜。
10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的新型自组装分形结构硫化钨材料。
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