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开口石英舟及大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备方法 0 0

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申请进展

基本信息

申请人信息

代理人信息

摘要

法律状态

权利要求

说明书

专利申请流程有哪些步骤？

申请

申请号：指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。

申请日：提出专利申请之日。

2021-03-16

申请公布

申请公布指发明专利申请经初步审查合格后，自申请日（或优先权日）起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。

申请公布号：专利申请过程中，在尚未取得专利授权之前，国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。

申请公布日：申请公开的日期，即在专利公报上予以公开的日期。

2021-08-13

授权

授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由，授予发明专利权；或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由，授予实用新型专利权或外观设计专利权。

2023-02-24

预估到期

发明专利权的期限为二十年，实用新型专利权期限为十年，外观设计专利权期限为十五年，均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。

2041-03-16

基本信息

有效性	有效专利	专利类型	发明专利
申请号	CN202110282034.4	申请日	2021-03-16
公开/公告号	CN113174583B	公开/公告日	2023-02-24
授权日	2023-02-24	预估到期日	2041-03-16
申请年	2021年	公开/公告年	2023年
缴费截止日
分类号	C23C16/30 、C23C16/448 、C23C16/455	主分类号	C23C16/30
是否联合申请	独立申请	文献类型号	B
独权数量	1	从权数量	8
权利要求数量	9	非专利引证数量	1
引用专利数量	0	被引证专利数量	0
非专利引证	1、CN 1854733 A,2006.11.01CN 102260907 A,2011.11.30CN 101127303 A,2008.02.20JP H0321013 A,1991.01.29梁建等.四足空心氧化锌晶须的研究《.新技术新工艺》.2004,(第09期),;
引用专利		被引证专利
专利权维持	1	专利申请国编码	CN
专利事件		事务标签	公开、实质审查、授权

申请人信息

申请人	杭州电子科技大学	第一申请人	杭州电子科技大学
专利权人	杭州电子科技大学	当前专利权人	杭州电子科技大学
发明人	杨伟煌、陈相硕、宋佳豪、董林玺、王高峰、周昌杰	第一发明人	杨伟煌
地址	浙江省杭州市下沙高教园区2号大街	邮编	310018
申请人数量	1	发明人数量	6
申请人所在省	浙江省	申请人所在市	浙江省杭州市

代理人信息

代理机构

专利代理机构是经省专利管理局审核，国家知识产权局批准设立，可以接受委托人的委托，在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。

杭州君度专利代理事务所

代理人

专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务，取得一定资格的人。

乐俊

摘要

本发明涉及开口石英舟及大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备方法，开口石英舟一端设有开口，大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备的步骤包括：1)将前驱体粉末放置于开口石英舟A内设有开口的一端；2)将硫源或硒源放置于开口石英舟B内；3)将浸泡过催化剂溶液的基底倒扣在开口石英舟A中前驱体粉末的上方；4)将开口石英舟A、开口石英舟B分别置于管式炉的主炉加热区和预热加热区，开口石英舟A和开口石英舟B的开口一端相对；依次进行前驱体加热、硫源或硒源加热；6)生成二维过渡金属硫族化合物并沉积在基底表面。本发明在制备二维过渡金属硫化合物薄膜时，避免形成湍流，有助于获取大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜。

摘要附图
说明书附图：图1
说明书附图：图2
说明书附图：图3
说明书附图：图4
说明书附图：图5
说明书附图：图6
说明书附图：图7
说明书附图：图8
说明书附图：图9

法律状态

序号	法律状态公告日	法律状态	法律状态信息
1	2023-02-24	授权
2	2021-08-13	实质审查的生效	IPC(主分类): C23C 16/30 专利申请号: 202110282034.4 申请日: 2021.03.16
3	2021-07-27	公开

权利要求

权利要求书是申请文件最核心的部分，是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。

1.一种大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：
1）化学气相沉积前驱体制备：称取前驱体粉末，并放置于开口石英舟A内，前驱体粉末至于开口石英舟A的设有开口的一端；
2）化学气相沉积硫源或硒源制备：称取硫源或硒源，并放置于开口石英舟B内；
3）催化剂制备：将催化剂溶于去离子水中形成催化剂溶液，用催化剂溶液浸泡基底，基底浸泡后用惰性气体吹干，倒扣在开口石英舟A中前驱体粉末的上方；
4）将开口石英舟A用石英片底座承载后置于管式炉的主炉加热区，将开口石英舟B整体置于管式炉的预热加热区，所述的主炉加热区与预热加热区连通，所述的开口石英舟A和开口石英舟B的开口一端相对，避免在开口石英舟A和开口石英舟B的相对的一端形成湍流，使得气流更加平稳；
5）设定主炉加热区、预热加热区的加热温度和维持时间，主炉加热区先对前驱体加热形成前驱体蒸汽，当主炉加热区升至设定温度后，预热加热区开始对硫源或硒源进行加热形成硫源蒸汽或硒源蒸汽；
6）前驱体蒸汽和硫源蒸汽反应或者前驱体蒸汽与硒源蒸汽反应，生成二维过渡金属硫族化合物并沉积在基底表面，形成二维过渡金属硫族化合物薄膜。

2.根据权利要求1所述的大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备方法，其特征在于：所述的开口石英舟的高度为1.5cm，宽为2.5cm，长为10cm，厚度为0.2cm。

3.根据权利要求1所述的大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备方法，其特征在于：所述的前驱体为三氧化钨或三氧化钼；所述的硫源为S粉，硒源为Se粉；所述的二维过渡金属硫族化合物薄膜为WS2或MoS2或WSe2或MoSe2薄膜。

4.根据权利要求3所述的大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备方法，其特征在于：所述的三氧化钨和三氧化钼的质量控制在70 80mg之间。
~

5.根据权利要求3所述的大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备方法，其特征在于：所述的硫源或硒源的质量控制在180 200mg之间。
~

6.根据权利要求1所述的大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备方法，其特征在于：所述的催化剂为NaCl，制备NaCl溶液时，将20 25mgNaCl晶体放入烧杯中，并溶于100~ ~
125ml的去离子水中，使用玻璃棒搅拌去离子水，加速NaCl晶体的溶解；所述的NaCl晶体的纯度高于99.9%。

7.根据权利要求1所述的大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备方法，其特征在于：所述的步骤5）中对前驱体加热前，先将管式炉抽真空，然后通入惰性气体，前驱体加热、硫源或硒源加热以及生成二维过渡金属硫族化合物的过程中，始终向管式炉中通入惰性气体。

8.根据权利要求7所述的大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备方法，其特征在于：所述的惰性气体采用氩气，其以100 200sccm流量通入管式炉内。
~

9.根据权利要求1所述的大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备方法，其特征在于：所述的步骤5）中设定的主炉加热区的加热温度为950 1000℃，主炉加热区的维持时~
间为30 40min；设定的预热加热区的加热温度为120℃ 150℃，预热加热区的维持时间为40~ ~
50min。
~

说明书

技术领域

[0001] 本发明属于二维材料领域，尤其涉及一种大开口石英舟及基于开口石英舟的大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜制备方法。

背景技术

[0002] 传统半导体材料应用于开发柔性电子传感器时，例如，Si可以通过将其细化到一个特定的值以下来制备柔性设备。然而，由于硅易碎的特性，它对器件的可靠性构成了严重的威胁。其它方法，包括使用有机材料来制造柔性器件也已被大量地研究，但是由于载流子移动性低、运行电压高、泄露电流较大等问题无法解决，也使这些技术尚无法普遍应用。另一方面，随着半导体技术地发展，半导体器件地特征尺寸越来越小，目前器件尺寸也面临着7nm瓶颈。随着尺寸的不断缩小，越来越多的难题开始出现，比如说难以克服的短沟道效应，会很大程度上降低硅基器件的性能。所以迫切需要一种能够取代硅的半导体材料。

[0003] 自石墨烯被发现开始，二维材料受到越来越多的关注，由于其优异的性能，被认为很有潜力取代硅成为下一代革命性的半导体材料。

[0004] 二维过渡金属硫族化合物(TMDs)是一种新兴的类石墨烯类纳米材料，具有很好的结晶性、大的比表面积、高吸收系数等优越的性能，其层内依靠强共价键链接，具有良好的稳定性，层间依靠范德华力联结，因此过渡金属硫化物层与层之间的作用很容易被打破，能够轻易的从多层剥离至单层，其带隙随着层数减少而逐渐增大，单层时转变为直接带隙，使其灵敏度更高。

[0005] 目前，在制备二维过渡金属硫族化合物的方法中，主要的方法有：剥离法和化学气相沉积法。

[0006] 剥离法是传统的制备二维过渡金属硫化物的方法，主要包括：离子插层剥离、机械剥离。比如中国专利CN108423642A公开的一种小尺寸过渡金属硫族化合物二维纳米片的制备方法，以过渡金属硫族化合物的块体粉末为原料，以高分子作为助剂，通过高分子辅助球磨制备出不同尺寸、不同成分的过渡金属硫族化合物二维纳米片，包括3个步骤：高分子和高分子辅助球磨制备块体粉末的称取；球磨剥离和加水混匀取出；梯度离心获得不同尺寸产物，纯化除去多余的高分子。此种方法工艺简单，但是无法制备出大面积、连续的二维过渡金属硫族化合物，并且通过剥离法获取的二维过渡金属硫族化合物比较分散，无法满足工业化和商业化生产的需求。

[0007] 除了传统的剥离法，较为新兴的化学气相沉积方法受到越来越多研究学者的关注，比如中国专利CN110155959A公开的一种二维过渡金属合金硫族化合物的限域化学气相沉积制备方法，该技术方案是将前驱物源材料氧化钼和氧化钨充分研磨混合，取所得混合物少量放于硅片上，置于一端封口的石英管中，做成限域气相化学沉积装置，在管式炉中氩气及氢气保护下得到单层大尺寸过渡金属合金硫族化合物。使用此种方法制备二维过渡金属硫族化合物稳定性较差，二维过渡金属硫族化合物在基底上成核的随机性较大，所以如何让二维过渡金属硫族化合物在基底上成核更稳定，从而获取大面积、连续、高质量的二维过渡金属硫族化合物薄膜已经成为制备柔性电子亟待解决的关键问题。

发明内容

[0008] 本发明所要解决的技术问题是提出一种大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备方法及装置，以解决现有化学气相沉积法稳定性较差，二维过渡金属硫族化合物在基底上成核的随机性较大的问题。

[0009] 为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

[0010] 本发明涉及一种开口石英舟，其一端设有开口，进行化学气相沉积时，以两个开口石英舟作为载体，且两个开口石英舟的开口一端相对，避免在开口石英舟的相对的一端形成湍流，使得气流更加平稳。

[0011] 优选地，所述的开口石英舟的高度为1.5cm，宽为2.5cm，长为10cm，厚度为0.2cm。

[0012] 本发明还涉及一种基于上述开口石英舟的大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备方法，其包括以下步骤：

[0013] 1)化学气相沉积前驱体制备：称取前驱体粉末，并放置于开口石英舟A内，前驱体粉末至于开口石英舟A的设有开口的一端；

[0014] 2)化学气相沉积硫源或硒源制备：称取硫源或硒源，并放置于开口石英舟B内；

[0015] 3)催化剂制备：将催化剂溶于去离子水中形成催化剂溶液，用催化剂溶液浸泡基底，基底浸泡后用惰性气体吹干，倒扣在开口石英舟A中前驱体粉末的上方；

[0016] 4)将开口石英舟A用石英片底座承载后置于管式炉的主炉加热区，将开口石英舟B整体置于管式炉的预热加热区，所述的主炉加热区与预热加热区连通，所述的开口石英舟A和开口石英舟B的开口一端相对，避免在开口石英舟A和开口石英舟B的相对的一端形成湍流，使得气流更加平稳；

[0017] 5)设定主炉加热区、预热加热区的加热温度和维持时间，主炉加热区先对前驱体加热形成前驱体蒸汽，当主炉加热区升至设定温度后，预热加热区开始对硫源或硒源进行加热形成硫源蒸汽或硒源蒸汽；

[0018] 6)前驱体蒸汽和硫源蒸汽反应或者前驱体蒸汽与硒源蒸汽反应，生成二维过渡金属硫族化合物并沉积在基底表面，形成二维过渡金属硫族化合物薄膜。

[0019] 优选地，所述的前驱体为三氧化钨或三氧化钼；所述的硫源为S粉，硒源为Se粉；所述的二维过渡金属硫族化合物薄膜为WS2或MoS2或WSe2或MoSe2薄膜。

[0020] 优选地，所述的三氧化钨和三氧化钼的质量控制在70～80mg之间。

[0021] 优选地，所述的硫源或硒源的质量控制在180～200mg之间。

[0022] 优选地，所述的催化剂为NaCl，制备NaCl溶液时，将20～25mgNaCl晶体放入烧杯中，并溶于100～125ml的去离子水中，使用玻璃棒搅拌去离子水，加速NaCl晶体的溶解；所述的NaCl晶体的纯度高于99.9％。

[0023] 优选地，所述的步骤5)中对前驱体加热前，先将管式炉抽真空，然后通入惰性气体，前驱体加热、硫源或硒源加热以及生成二维过渡金属硫族化合物的过程中，始终向管式炉中通入惰性气体。

[0024] 优选地，所述的惰性气体采用氩气，其以100～200sccm流量通入管式炉内。

[0025] 优选地，所述的步骤5)中设定的主炉加热区的加热温度为950～1000℃，主炉加热区的维持时间为30～40min；设定的预热加热区的加热温度为120℃～150℃，预热加热区的维持时间为40～50min。

[0026] 所述的石英片底座的宽度为3～4cm，长度为10cm，厚度为0.2cm。

[0027] 采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

[0028] 1.本发明在化学气相沉积生成二维过渡金属硫化合物薄膜时，将前驱体粉末放置于一端设有开口的开口石英舟A内，将硫源或硒源放置于一端设有开口的开口石英舟B内，将开口石英舟A和开口石英舟B放入管式炉中时，开口石英舟A和开口石英舟B的开口一端相对，在如此设置下进行化学气相沉积，可以很大程度上避免在开口石英舟前部形成湍流，从而使二维过渡金属硫族化合物在基底上的成核点更加稳定，避免了传统常规开口石英舟生长二维过渡金属硫族化合物随机性大的问题。

[0029] 2.本发明只需要一种前驱体，在生长过程中，不需要H2来促进薄膜材料的大面积连续性生长，只在惰性气体环境下，就可以得到大面积、连续的薄膜材料，具有低成本、装置简易、易操作、可控性好等特点。

实施方案

[0039] 为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0040] 实施例一

[0041] 参照附图2所示，本实施例涉及的开口石英舟，其一端设有开口，进行化学气相沉积时，以两个开口石英舟作为载体，且两个开口石英舟的开口一端相对，可避免在开口石英舟的相对的一端形成湍流，使得气流更加平稳。所述的开口石英舟的高度为1.5cm，宽为2.5cm，长为10cm，厚度为0.2cm。

[0042] 实施例二

[0043] 参照附图3所示，本实施例还涉及一种大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备装置，其包括管式炉、用于盛放前驱体及吸附有催化剂的基体的开口石英舟A 1002、用于盛放硫源或硒源的开口石英舟B 1003，所述的开口石英舟A和开口石英舟B均采用实施例1涉及的开口石英舟。所述的管式炉包括主炉加热区1007和预热加热区1008，主炉加热区
1007和预热加热区1008相互连通。

[0044] 本发明所用的开口石英舟A1002以及开口石英舟B 1003与图1所示的传统的闭口开口石英舟相比，端部均设有开口。所述的开口石英舟A1002底部设有如图4所示的石英片底座1009，开口石英舟A1002放置在主炉加热区1007中，开口石英舟B1003放置在预热加热区中央，且开口石英舟A1002和开口石英舟B1003设有开口的一端相对。

[0045] 上述开口石英舟A1002和开口石英舟B1003的高度均为1.5cm，宽为2.5cm，长为10cm，厚度为0.2cm；上述石英片底座1009的宽度为3～4cm，长度为10cm，厚度为0.2cm。

[0046] 实施例三

[0047] 本实施例涉及大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备方法，制备前，首先准备两个如图2所示的开口石英舟，分别标记为开口石英舟A1002和开口石英舟B1003，开口石英舟A1002和开口石英舟B1003的结构如实施例一所述。用清水清洗开口石英舟A1002和开口石英舟B1003，放入超声机中超声10min中，进一步的清洗开口石英舟A1002和开口石英舟B1003，清洗结束后，将开口石英舟A1002和开口石英舟B1003放入烘干箱烘干备用。

[0048] 参照图5所示，大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备步骤如下：

[0049] 1)化学气相沉积前驱体制备：参照附图6所示，称取70mg WO3粉末作为前驱体粉末1004，放置于一端设有开口的开口石英舟A1002内，前驱体粉末1004至于开口石英舟A的设有开口的一端，前驱体粉末1004平铺的长度在0.8cm～1cm区间即可、宽度在0.5cm左右即可；

[0050] 2)化学气相沉积硫源或硒源制备：称取硫源或硒源1005，本实施例采用的是硫源，具体是采用S粉，参照附图7所示，称量S粉200mg，将S粉均匀的平铺在整个开口开口石英舟B1003中；

[0051] 3)催化剂制备：将催化剂(纯度高于99.9％的NaCl晶体)溶于100ml的去离子水中，使用玻璃棒搅拌去离子水，加速NaCl晶体溶解，形成催化剂溶液，用催化剂溶液浸泡基底1006，本实施例的基底1006采用蓝宝石，浸泡时间为5分钟，基底1006浸泡后，用惰性气体(氩气)吹干基底1006表面的水分，将基底1006倒扣在开口石英舟A1002中，且位于前驱体粉末1004的上方；

[0052] 4)将开口石英舟A1002用石英片底座1009承载后置于管式炉的主炉加热区1007的中央位置，将开口石英舟B1003整体置于管式炉的预热加热区1008的中央位置，所述的主炉加热区1007与预热加热区1008连通，所述的开口石英舟A1002和开口石英舟B1003的开口一端相对；

[0053] 5)设定主炉加热区1007、预热加热区1008的加热温度和维持时间，本实施例中，设定主炉加热区1007的加热温度为975℃，时间为30min；设定预热加热区1008的加热温度为150℃，时间为40min；对前驱体加热前，先将管式炉抽真空，然后通入惰性气体(氩气)，主炉加热区1007先对前驱体粉末(WO3粉末)1004加热，经过1个小时升温到975℃，维持30min，然后让主炉加热区1007自然冷却，在主炉加热区1007内形成前驱体蒸汽；且当主炉加热区
1007升至设定温度(975℃)后，预热加热区1008开始对S粉1005进行加热，经过10min升温到
150℃，维持40min，然后让预热加热区1008自然冷却，形成硫源蒸汽；在整个过程中，始终以
150sccm流量向管式炉中通入氩气。

[0054] 6)前驱体蒸汽和硫源蒸汽反应，生成二维过渡金属硫族化合物并沉积在基底1006表面，形成如图9所示的二维过渡金属硫族化合物薄膜(WS2薄膜)。

[0055] 实施例四

[0056] 本实施例涉及大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备方法，制备前，首先准备两个如图2所示的开口石英舟，分别标记为开口石英舟A1002和开口石英舟B1003，开口石英舟A1002和开口石英舟B1003的结构如实施例一所述。用清水清洗开口石英舟A1002和开口石英舟B1003，放入超声机中超声10min中，进一步的清洗开口石英舟A1002和开口石英舟B1003，清洗结束后，将开口石英舟A1002和开口石英舟B1003放入烘干箱烘干备用。

[0057] 参照图5所示，大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备步骤如下：

[0058] 1)化学气相沉积前驱体制备：参照附图6所示，称取70mg WO3粉末作为前驱体粉末1004，放置于一端设有开口的开口石英舟A1002内，前驱体粉末1004(WO3粉末)至于开口石英舟A的设有开口的一端，前驱体粉末1004(WO3粉末)平铺的长度在0.8cm～1cm区间即可、宽度在0.5cm左右即可；

[0059] 2)化学气相沉积硫源或硒源制备：称取硫源或硒源1005，本实施例采用的是硒源，具体是采用Se粉，参照附图7所示，称量Se粉200mg，将Se粉均匀的平铺在整个开口开口石英舟B1003中；

[0060] 3)催化剂制备：将催化剂(纯度高于99.9％的NaCl晶体)溶于100ml的去离子水中，使用玻璃棒搅拌去离子水，加速NaCl晶体溶解，形成催化剂溶液，用催化剂溶液浸泡基底1006，本实施例的基底1006采用蓝宝石，浸泡时间为5分钟，基底1006浸泡后，用惰性气体(氩气)吹干基底1006表面的水分，将基底1006倒扣在开口石英舟A1002中，且位于前驱体粉末1004(WO3粉末)的上方；

[0061] 4)将开口石英舟A1002用石英片底座1009承载后置于管式炉的主炉加热区1007的中央位置，将开口石英舟B1003整体置于管式炉的预热加热区1008的中央位置，所述的主炉加热区1007与预热加热区1008连通，所述的开口石英舟A1002和开口石英舟B1003的开口一端相对；

[0062] 5)设定主炉加热区1007、预热加热区1008的加热温度和维持时间，本实施例中，设定主炉加热区1007的加热温度为975℃，时间为30min；设定预热加热区1008的加热温度为150℃，时间为40min；对前驱体加热前，先将管式炉抽真空，然后通入惰性气体(氩气)，主炉加热区1007先对前驱体粉末(WO3粉末)1004加热，经过1个小时升温到975℃，维持30min，然后让主炉加热区1007自然冷却，在主炉加热区1007内形成前驱体蒸汽；且当主炉加热区
1007升至设定温度(975℃)后，预热加热区1008开始对Se粉1005进行加热，经过10min升温到150℃，维持40min，然后让预热加热区1008自然冷却，形成硒源蒸汽；在整个过程中，始终以150sccm流量向管式炉中通入氩气。

[0063] 6)前驱体蒸汽和硒源蒸汽反应，生成二维过渡金属硫族化合物并沉积在基底1006表面，形成二维过渡金属硫族化合物薄膜(WSe2薄膜)。

[0064] 实施例五

[0065] 本实施例涉及大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备方法，制备前，首先准备两个如图2所示的开口石英舟，分别标记为开口石英舟A1002和开口石英舟B1003，开口石英舟A1002和开口石英舟B1003的结构如实施例一所述。用清水清洗开口石英舟A1002和开口石英舟B1003，放入超声机中超声10min中，进一步的清洗开口石英舟A1002和开口石英舟B1003，清洗结束后，将开口石英舟A1002和开口石英舟B1003放入烘干箱烘干备用。

[0066] 参照图5所示，大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备步骤如下：

[0067] 1)化学气相沉积前驱体制备：参照附图6所示，称取70mg MoO3粉末作为前驱体粉末1004，放置于一端设有开口的开口石英舟A1002内，前驱体粉末1004(MoO3粉末)至于开口石英舟A的设有开口的一端，前驱体粉末1004(MoO3粉末)平铺的长度在0.8cm～1cm区间即可、宽度在0.5cm左右即可；

[0068] 2)化学气相沉积硫源或硒源制备：称取硫源或硒源1005，本实施例采用的是硫源，具体是采用S粉，参照附图7所示，称量S粉200mg，将S粉均匀的平铺在整个开口开口石英舟B1003中；

[0069] 3)催化剂制备：将催化剂(纯度高于99.9％的NaCl晶体)溶于100ml的去离子水中，使用玻璃棒搅拌去离子水，加速NaCl晶体溶解，形成催化剂溶液，用催化剂溶液浸泡基底1006，本实施例的基底1006采用蓝宝石，浸泡时间为5分钟，基底1006浸泡后，用惰性气体(氩气)吹干基底1006表面的水分，将基底1006倒扣在开口石英舟A1002中，且位于前驱体粉末1004(MoO3粉末)的上方；

[0070] 4)将开口石英舟A1002用石英片底座1009承载后置于管式炉的主炉加热区1007的中央位置，将开口石英舟B1003整体置于管式炉的预热加热区1008的中央位置，所述的主炉加热区1007与预热加热区1008连通，所述的开口石英舟A1002和开口石英舟B1003的开口一端相对；

[0071] 5)设定主炉加热区1007、预热加热区1008的加热温度和维持时间，本实施例中，设定主炉加热区1007的加热温度为975℃，时间为30min；设定预热加热区1008的加热温度为150℃，时间为40min；对前驱体加热前，先将管式炉抽真空，然后通入惰性气体(氩气)，主炉加热区1007先对前驱体粉末(MoO3粉末)1004加热，经过1个小时升温到975℃，维持30min，然后让主炉加热区1007自然冷却，在主炉加热区1007内形成前驱体蒸汽；且当主炉加热区
1007升至设定温度(975℃)后，预热加热区1008开始对S粉1005进行加热，经过10min升温到
150℃，维持40min，然后让预热加热区1008自然冷却，形成硫源蒸汽；在整个过程中，始终以
150sccm流量向管式炉中通入氩气。

[0072] 6)前驱体蒸汽和硫源蒸汽反应，生成二维过渡金属硫族化合物并沉积在基底1006表面，形成二维过渡金属硫族化合物薄膜(WoS2薄膜)。

[0073] 实施例六

[0074] 本实施例涉及大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备方法，制备前，首先准备两个如图2所示的开口石英舟，分别标记为开口石英舟A1002和开口石英舟B1003，开口石英舟A1002和开口石英舟B1003的结构如实施例一所述。用清水清洗开口石英舟A1002和开口石英舟B1003，放入超声机中超声10min中，进一步的清洗开口石英舟A1002和开口石英舟B1003，清洗结束后，将开口石英舟A1002和开口石英舟B1003放入烘干箱烘干备用。

[0075] 参照图5所示，大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备步骤如下：

[0076] 1)化学气相沉积前驱体制备：参照附图6所示，称取70mg MoO3粉末作为前驱体粉末1004，放置于一端设有开口的开口石英舟A1002内，前驱体粉末1004(MoO3粉末)至于开口石英舟A的设有开口的一端，前驱体粉末1004(MoO3粉末)平铺的长度在0.8cm～1cm区间即可、宽度在0.5cm左右即可；

[0077] 2)化学气相沉积硫源或硒源制备：称取硫源或硒源1005，本实施例采用的是硒源，具体是采用Se粉，参照附图7所示，称量Se粉200mg，将Se粉均匀的平铺在整个开口开口石英舟B1003中；

[0078] 3)催化剂制备：将催化剂(纯度高于99.9％的NaCl晶体)溶于100ml的去离子水中，使用玻璃棒搅拌去离子水，加速NaCl晶体溶解，形成催化剂溶液，用催化剂溶液浸泡基底1006，本实施例的基底1006采用蓝宝石，浸泡时间为5分钟，基底1006浸泡后，用惰性气体(氩气)吹干基底1006表面的水分，将基底1006倒扣在开口石英舟A1002中，且位于前驱体粉末1004(MoO3粉末)的上方；

[0079] 4)将开口石英舟A1002用石英片底座1009承载后置于管式炉的主炉加热区1007的中央位置，将开口石英舟B1003整体置于管式炉的预热加热区1008的中央位置，所述的主炉加热区1007与预热加热区1008连通，所述的开口石英舟A1002和开口石英舟B1003的开口一端相对；

[0080] 5)设定主炉加热区1007、预热加热区1008的加热温度和维持时间，本实施例中，设定主炉加热区1007的加热温度为975℃，时间为30min；设定预热加热区1008的加热温度为150℃，时间为40min；对前驱体加热前，先将管式炉抽真空，然后通入惰性气体(氩气)，主炉加热区1007先对前驱体粉末(MoO3粉末)1004加热，经过1个小时升温到975℃，维持30min，然后让主炉加热区1007自然冷却，在主炉加热区1007内形成前驱体蒸汽；且当主炉加热区
1007升至设定温度(975℃)后，预热加热区1008开始对Se粉1005进行加热，经过10min升温到150℃，维持40min，然后让预热加热区1008自然冷却，形成硒源蒸汽；在整个过程中，始终以150sccm流量向管式炉中通入氩气。

[0081] 6)前驱体蒸汽和硒源蒸汽反应，生成二维过渡金属硫族化合物并沉积在基底1006表面，形成二维过渡金属硫族化合物薄膜(WoSe2薄膜)。

[0082] 以上结合实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。

附图说明

[0030] 图1是传统常规的闭口石英舟；

[0031] 图2是本发明使用的开口石英舟的结构示意图；

[0032] 图3是本发明涉及的大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备装置图；

[0033] 图4是石英片底座的结构示意图；

[0034] 图5是大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备流程图；

[0035] 图6是前驱体在开口石英舟上A中平铺的示意图；

[0036] 图7是硫源(或硒源)在开口石英舟B中平铺的示意图；

[0037] 图8是基底倒扣在开口石英舟A上的示意图；

[0038] 图9是本发明实施例2制备得到的WS2薄膜的光学显微镜图；

1一种石墨烯/氧化物复合光学薄膜的制备方法 2一种聚合物薄膜玻璃化转变温度的测量方法 3一种聚乙烯醇和磷酸类化合物共混薄膜及其制备方法 4开口石英舟及大面积连续二维过渡金属硫化合物薄膜的制备方法