二维材料生长系统设计先进,结构紧凑,已被国内外高校、科研院所和材料器件工艺研发广泛使用,应用于各种二维材料合成生长制备,无缝对接异质结转移和器件制备工艺。
二维材料合成生长制备系统主要有超级净化手套箱、CVD/CVT、PVD/PVT等部分组成,实现二维材料的快速高效可靠稳定生长,可与二维材料转移系统无缝匹配兼容方便后续对异质结器件和应用的研究。该系统目前已被众多科研院所和高校应用,发表多篇文章和专利成果。
超级净化手套箱:双工位超级净化手套箱为二维材料生长制备提供无水无氧无尘的密闭工作环境。
CVD管式炉:利用化合物或其混合物在基体受热面上发生化学反应,从而在基体表面上生长二维材料。
CVT高真空封管机:采用CVT化学气相输运法生长制备二维材料。
PVD蒸发镀膜仪:采用手套箱内置小型电阻蒸发镀膜仪。
二维材料是一种具有片状形态的纳米材料,其厚度仅有一个原子或几个原子层,而电子能在两个维度上自由运动,其层内由较强的共价键或离子键连接,而层间则由作用力较弱的范德华尔斯力结合。二维材料主要有轻质元素二维材料和二维过渡金属化合物两大类,轻质元素二维材料有石墨烯、石墨炔、氮化硼、磷烯等;二维过渡金属化合物包括过渡金属碳化物、氮化物、硫族化合物、卤族化合物等。
用简单可靠的方法合成生长制备出具有特定成分、尺寸、 厚度、结晶度、晶相、缺陷和表面性质的二维材料,对于探究二维材料的性能和应用具有重要意义。为实现二维材料的合成生长、器件制备和应用研究,需要高质量的二维材料作为研究对象,二维生长系统能完成二维材料CVD/PVD/CVT/PVT高质量生长合成制备,为后续范德华异质结材料器件的制备、工艺研究和物性调控创造基础,成为延续摩尔定律的重要技术。
二维材料生长系统广泛用于包括低维材料、电子材料、光电材料、隧穿晶体管、光电检测器、忆阻器和磁存储单元等, 在电子学、光电子学、催化、储能、太阳能光伏电池、生物医学、传感器、柔性电子、量子学、自旋电子学、谷电子学、转角电子学和超导体材料等广泛使用。