【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于二维材料制备领域，具体涉及二维材料图案化异质结构可控制备领域。
技术介绍
0、技术背景
1、二维(2d)半导体异质结构因其独特的物理性质和在未来电子学，催化，感官(传感器)，光电子和储能等方面的潜在应用引起了人们的关注。具有不同晶体结构的二维材料可以形成横向异质结构或垂直范德华异质结构，为探索原子尺度界面内载流子和光子的输运提供了丰富的平台。化学气相沉积(cvd)是制备过渡金属硫族化物(tmd)异质结构最常用的方法之一。例如，利用设计的au(111)/w-re合金箔衬底，一步cvd合成了100％重叠的res2/ws2垂直异质结构。ajayan小组1报道了一种一步cvd方法，通过温度触发，选择性地制备横向或垂直ws2/mos2异质结构。两步cvd方法也可用于生产各种tmd异质结构，如wse2/mose2，snse2/mos2，ws2/mos2。
2、除了广泛探索的半导体异质结构外，制备金属tmd(m-tmd)和半导体tmd(s-tmd)异质结构也非常重要，因为它们在创造高质量接触和提高器件性能方面具有巨大的潜力。例如，shi等人2利用cvd生长的vte2纳米片作为单层mos2器件的触点金属，产生的场效应迁移率比传统的ti/au电极触点高6倍。ji等人3采用cvd生长的vs2作为单层mos2的接触电极，获得的接触电阻约为ni/au金属接触电阻的1/4。然而，上述异质结构器件的制造，需要转移二维金属纳米片，过程复杂，此外，通道长度是随机的，难以控制。
3、值得一提的是，激光直写作为一种
4、参考文献
5、1c.huang,s.wu,a.m.sanchez,j.j.peters,r.beanland,j.s.ross,p.rivera,w.yao,d.h.cobden,x.xu,nat.mater.2014,13,1096.
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7、3.q.ji,c.li,j.wang,j.niu,y.gong,z.zhang,q.fang,y.zhang,j.shi,l.liao,x.wu,l.gu,z.liu,y.zhang,nano lett.2017,17,4908.
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9、5.s.park,a.lee,k.h.choi,s.k.hyeong,s.bae,j.m.hong,t.w.kim,b.h.hong,s.k.lee,acs nano 2020,14,8485.
10、6.o.a.abbas,a.h.lewis,n.aspiotis,c.-c.huang,i.zeimpekis,d.w.hewak,p.sazio,s.mailis,sci.rep.2021,11,5211.
技术实现思路
1、为填补图案化二维vx2纳米片的制备空白，本专利技术第一目的在于提供一种图案化二维vx2材料的制备方法，旨在得到干净无损，沟道长度可控的的图案化二维vx2材料。
2、本专利技术第二目的在于，提供一种所述的制备方法制得的图案化二维vx2纳米片。
3、本专利技术第三目的在于提供一种图案化二维横向或垂直vx2/tmds异质结的制备方法。
4、本专利技术第四目的在于提供图案化二维异质结以及器件。
5、具有不同晶体结构的二维材料可以形成横向异质结构或垂直范德华异质结构(vdwhs)，为探索原子尺度界面内载流子和光子的输运提供了丰富的材料平台。然而，异质结构器件的制造依赖于繁琐的二维金属纳米片转移过程，且通道长度是随机的，难以控制。激光直写作为一种强大的微加工途径，在材料合成和电子器件加工中发挥着关键作用。与传统光刻工艺相比，激光加工具有灵活、精度高、无污染等突出优点。然而，简单快速地制备具有可控通道长度的图案化m-tmd/s-tmd异质结构仍然面临挑战。针对该问题，本专利技术提供以下解决方案：
6、一种图案化二维vx2材料的制备方法，获得二维vx2材料，随后采用激光对其进行图案化刻蚀处理，再经盐酸溶液处理，即得图案化二维vx2材料；所述的x为s或se；
7、所述的激光的功率强度小于3.5×105w/cm2。
8、本专利技术创新地采用所述功率强度的激光对二维vx2材料进行刻蚀，进一步配合盐酸处理联合，如此能够简单地实现二维vx2材料的图案化，能够制得干净无损，沟道长度可控的图案化二维vx2材料。
9、本专利技术中，可基于已知的方法获得vx2材料，例如，作为可列举的方案，利用vcl3和x粉挥发并在载气a中进行cvd沉积，获得所述的vx2材料。
10、vcl3、x粉原料纯度大于99％。
11、本专利技术中，cvd沉积的衬底可以为常规衬底，例如可以为280nm厚度sio2/si衬底。
12、优选地，vcl3的挥发温度为550～650℃，进一步可以为590～620℃。
13、优选地，x粉为s粉，其挥发温度为180～250℃。x粉为se粉，其挥发温度为380±20℃。
14、优选地，vcl3和x粉的重量比为1：2～5。
15、优选地，载气a包括保护气和氢气；优选地，所述的保护气包括惰性气体。
16、优选地，载气a中，保护气的流量为50～100sccm，进一步可以为60～80sccm，氢气的流量为1～5sccm，进一步可以为1～3sccm。
17、本专利技术中，cvd沉积的温度为550～650℃，进一步可以为590～620℃。
18、优选地，cvd沉积的时间为5～15min，进一步可以为9～11min。
19、本专利技术中，所述的激光的功率强度以及后续的盐酸-醇的处理是协同诱导二维vx2材料干净无损图案化的关键。
20、优选地，所述的激光的功率强度为1.0～3.5×105w/cm2；进一步可以为1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种图案化二维VX2材料的制备方法，其特征在于：获得二维VX2材料，随后采用激光对其进行图案化刻蚀处理，再经盐酸溶液处理，即得图案化二维VX2材料；所述的X为S或Se；
2.如权利要求1所述的图案化二维VX2材料的制备方法，其特征在于：利用VCl3和X粉挥发并在载气a中进行CVD沉积，获得所述的VX2材料；
3.如权利要求1所述的图案化二维VX2材料的制备方法，其特征在于：所述的激光的功率强度为1.0～3.5×105W/cm2。
4.如权利要求1所述的图案化二维VX2材料的制备方法，其特征在于：盐酸溶液中的溶质溶度为5M以上，进一步为10～12M，更进一步为11.6～12.0M；
5.一种权利要求1～4任一项所述制备方法制得的图案化二维VX2材料。
6.一种图案化二维横向VX2/TMDs异质结的制备方法，其特征在于，将合成TMDs的原料在权利要求5所述的图案化二维VX2材料的沉积基底表面沉积，制得图案化二维横向VX2/TMDs异质结。
7.如权利要求6所述的图案化二维横向VX2/TMDs异质结的制备方法，
8.一种图案化二维垂直VX2/TMDs异质结的制备方法，其特征在于，预先制备TMDs二维材料，并在其表面沉积VX2，得到垂直VX2/TMDs异质结，随后利用权利要求1～4任一项所述的方法对VX2/TMDs异质结中的VX2表面进行激光图案化处理、盐酸处理和醇处理，制得所述的图案化垂直VX2/TMDs异质结。
9.一种图案化二维异质结，其特征在于，为权利要求6～7任一项方法制得的图案化二维横向VX2/TMDs异质结，或权利要求8制备方法制得的图案化二维垂直VX2/TMDs异质结。
10.一种器件，其特征在于，包含要求9所述的图案化二维异质结，或通过所述的图案化二维异质结制备得到；
...【技术特征摘要】
1.一种图案化二维vx2材料的制备方法，其特征在于：获得二维vx2材料，随后采用激光对其进行图案化刻蚀处理，再经盐酸溶液处理，即得图案化二维vx2材料；所述的x为s或se；
2.如权利要求1所述的图案化二维vx2材料的制备方法，其特征在于：利用vcl3和x粉挥发并在载气a中进行cvd沉积，获得所述的vx2材料；
3.如权利要求1所述的图案化二维vx2材料的制备方法，其特征在于：所述的激光的功率强度为1.0～3.5×105w/cm2。
4.如权利要求1所述的图案化二维vx2材料的制备方法，其特征在于：盐酸溶液中的溶质溶度为5m以上，进一步为10～12m，更进一步为11.6～12.0m；
5.一种权利要求1～4任一项所述制备方法制得的图案化二维vx2材料。
6.一种图案化二维横向vx2/tmds异质结的制备方法，其特征在于，将合成tmds的原料在权利要求5所述的...
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