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专利号: 2020110740915
申请人: 天津理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 对金属材料的镀覆;用金属材料对材料的镀覆;表面化学处理;金属材料的扩散处理;真空蒸发法、溅射法、离子注入法或化学气相沉积法的一般镀覆;金属材料腐蚀或积垢的一般抑制〔2〕
更新日期:2024-01-05
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摘要:

权利要求书:

1.一种增强2D 过渡金属硫族化合物光致发光的方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)准备第一衬底和第二衬底,第一衬底和第二衬底均为SiO2/Si衬底,清洗第一衬底,在所述第一衬底上生长单分子层二硫化钨,得到二硫化钨/SiO2/Si衬底;在所述第二衬底上蒸镀厚度为280~300nm的金层,再在所述金层上蒸镀2~25nm厚的SiO2层,得到SiO2/Au/SiO2/Si衬底;

2)在面积份数为0.25~1的二硫化钨/SiO2/Si衬底的单分子层二硫化钨上滴加200~500体积份数的聚甲基丙烯酸甲酯,采用匀胶台于2000 5000转/分钟匀胶5 8min,再置于50 90~ ~ ~℃的加热台上加热3 15min,再浸入KOH水溶液0.3 0.5小时,以使负载有PMMA的单分子层二~ ~硫化钨脱落,将负载有PMMA的单分子层二硫化钨放入水中,采用SiO2/Au/SiO2/Si衬底将所述负载有PMMA的单分子层二硫化钨从水中托出,干燥3~6小时,去除PMMA,其中,SiO2/Au/2

SiO2/Si衬底的SiO2层一面用于与所述单分子层二硫化钨接触,所述面积份数的单位为cm。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤1)中,清洗第一衬底的方法为:将第一衬底在丙酮中超声6 9min,再置于无水乙醇中超声7 12min,最后置于去离子水中超~ ~声5 10min,于40 80℃干燥10 50min。

~ ~ ~

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤1)中,所述SiO2/Si衬底为镀有SiO2层的Si片,SiO2层的厚度为270~290nm;

单分子层二硫化钨位于第一衬底的SiO2层一面,金层位于第二衬底的SiO2层一面。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤1)中,在所述第一衬底上生长单分子层二硫化钨的方法为:在管式炉中的进气端放置硫粉,将WO3粉末和氯化钾粉末混合得到掺杂物,将掺杂物放置于石英舟内,再将第一衬底水平放置在石英舟上且第一衬底的SiO2层朝向所述掺杂物,将所述石英舟放置于硫粉远离管式炉进气端的一侧,通过进气端向所述管式炉内通入惰性气体,在惰性气体环境下,对所述掺杂物和硫粉同时进行加热,其中,将所述掺杂物从室温20 25℃进行第一次升温至700 750℃,立刻再进行第二次升温至~ ~

890‑950℃并于该温度保温3 5min,保温结束,降至室温;将所述硫粉升温至50‑400℃并于~该温度保持至所述掺杂物的第二次升温后保温结束,降至室温,按质量份数计,所述硫粉和掺杂物的比为(0.18~0.2):0.01,所述WO3粉末和氯化钾粉末的比为(0.01~0.015):(0.001~

0.005),所述第一衬底的面积份数与所述硫粉的质量份数的比为(2 5.25):(0.2 0.3),所~ ~2

述面积份数的单位为cm,所述质量份数的单位为g。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述石英舟与所述硫粉的距离为25 35cm;

~

所述第一衬底的SiO2层与所述掺杂物的距离为1~3cm;

通入惰性气体的速率为90 110sccm,其中,在以90 110sccm的速率通入惰性气体前先~ ~以1050 1200sccm的速率向管式炉内通入惰性气体,用于去除所述管式炉内的空气;

~

所述第一次升温的升温速率为15 40℃/min,所述第二次升温的升温速率为15 35℃/~ ~min,将所述硫粉升温至50‑400℃的升温速率为5 15℃/min;

~

所述惰性气体为氩气;

所述管式炉中用于放置石英舟的石英管的长度为80 110cm,内径为20 30mm。

~ ~

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤1)中,在所述金层上蒸镀SiO2层‑3 ‑3采用真空镀膜机,在蒸镀前将所述真空镀膜机的蒸镀腔抽真空至4.0×10 ~9.5×10 Pa且于170~200℃保温900~1200s,所述真空镀膜机蒸镀SiO2层所采用的膜料为二氧化硅。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤2)中,去除PMMA的方法为:采用丙酮浸泡5 10min。

~

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤2)中,所述面积份数的单位为2

cm,所述体积份数的单位为μL。

9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述步骤2)中,所述KOH水溶液中KOH的浓度为0.13 0.15g/mL;

~

在所述步骤2)中,所述干燥的温度为40 70℃。

~

10.如权利要求1 9中任意一项所述方法在增强单分子层二硫化钨光致发光强度中的~应用。