二维硫化钼基原子晶体材料的化学气相沉积法制备及其器件

来源：化学进展杂志2016年第4期北京时间：

作者：曾甜, 尤运城, 王旭峰, 胡廷松, 台国安

单位：1. 南京航空航天大学航空宇航学院 机械结构与控制国家重点实验室 纳智能材料器件教育部重点实验室和纳米科学研究所 南京 210016;<br />\r\n2. 南京航空航天大学材料科学与技术学院 南京 210016

摘要：二维过渡族金属硫属化合物因其带隙具有强烈的层数依赖性而在电子器件方面具有广泛的应用前景.其中单层二硫化钼(MoS2)是该系列材料中最典型的一种直接带隙半导体,它具有优异的光、电、磁、热和力学性能.二维MoS2有望在光电探测、光伏器件、场效应晶体管、存储器件、谷电子和自旋器件、温差电器件、微纳机电器件和系统等方面得以广泛应用.化学气相沉积(CVD)法已成为制备二维过渡族金属硫属化合物如MoS2、MoSe2、WS2和WSe2等原子层薄膜的主要手段,尤其科学界利用CVD法对二维MoS2材料进行了深入的制备探索,通过该方法制备的MoS2薄膜在电子和光电器件方面已经有广泛研究.本文将从二维MoS2的基本物性出发,详细介绍CVD法制备MoS2的各种工艺过程,如热分解硫代硫酸盐法、硫化Mo(MoO3-x)薄膜制备法、MoO3-x粉体与硫属前驱体气相合成法和钼箔表面直接硫化法,并介绍了基于MoS2的二维异质结构筑方法.在制备材料的基础上,详细阐述了二维MoS2在场效应晶体管、光电探测器、柔性电子器件以及异质结器件方面的应用,并展望了二维材料在半导体器件中的应用前景.

关键词：二硫化钼,化学气相沉积,光电器件,二维异质结

基金资助：国家自然科学基金项目(No.61474063, 11302100),南京航空航天大学基金(No.NJ20140002, NE2015102, NZ2015101),江苏省自然科学基金项目(No.SBK2015022205),机械结构力学与控制国家重点实验室基金项目(No.0413Y02, 0415G02)和江苏省高校优势学科建设工程资助