流体引导 CVD 生长用于大规模单层二维材料
应用物理
2020-06-02 v1 材料科学
摘要
常压化学气相沉积（APCVD）因成本低且有望实现高质量单层晶体合成，已被广泛用于合成二维（2D）材料。然而，对反应机理及影响 APCVD 过程关键参数的理解仍处萌芽阶段。因此，APCVD 方法在实现大面积连续薄膜方面的可扩展性仍很差。在此，我们以 MoSe2 为模型体系，提出一种流体引导生长策略，用于理解并控制 2D 材料的生长。通过在全反应器尺度上结合实验与计算流体动力学（CFD）分析，我们确定了三个关键参数：前驱体混合、流体速度与剪切应力，它们在 APCVD 过程中起关键作用。通过改进生长装置几何结构以增强前驱体混合、降低近旁速度剪切率并调整流动方向，我们成功获得了英寸级单层 MoSe2。这一通过流体设计实现可扩展 2D 材料的前所未有的成功，为设计新型 CVD 系统以实现纳米材料的可扩展合成奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2005.02577,
title = {Fluid Guided CVD Growth for Large-scale Monolayer Two-dimensional Materials},
author = {Dong Zhou and Ji Lang and Nicholas Yoob and Raymond R. Unocic and Qianhong Wu and Bo Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.02577},
year = {2020}
}