少層MoS2薄膜的CVD法制備及其氣敏性能研究.pdf

1、石墨因其優(yōu)異的物理、化學(xué)及機(jī)械性能引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。MoS2是具有類石墨烯結(jié)構(gòu)的新型二維材料，具有較高的比表面積，這增大了與氣體分子的接觸面積，使其在氣體傳感器領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。但是目前基于MoS2的氣敏器件中所采用的MoS2大都是采用機(jī)械或化學(xué)剝離法制備得到，所得MoS2薄膜面積小、層數(shù)不確定并且重復(fù)性差，也不利于氣敏器件的大規(guī)模生產(chǎn)，同時(shí)MoS2的氣敏性能出現(xiàn)飽和的現(xiàn)象，而且器件的響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)十分鐘。針對(duì)以上

2、問題，在本論文中我們采用化學(xué)氣相沉積法（CVD法）制備大面積連續(xù)的MoS2薄膜，并研究其氣敏性能，具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.深入探究MoS2薄膜制備過程中壓強(qiáng)、S的質(zhì)量、氣體流速、生長(zhǎng)時(shí)間和生長(zhǎng)溫度等條件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，并通過光學(xué)顯微鏡、X射線衍射儀（XRD）、X射線光電子能譜（XPS）、拉曼光譜（Raman spectra）、原子力顯微鏡（AFM）和透射電子顯微鏡（TEM）等表征手段對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行表征。
　　結(jié)果表明：壓強(qiáng)

3、主要影響了MoS2的形貌，S的質(zhì)量直接控制著MoO3的硫化程度，而氣體流速通過控制帶入到反應(yīng)氛圍中的S的量間接影響著MoO3的硫化程度，生長(zhǎng)溫度主要影響MoS2的形核臨界尺寸從而控制MoS2的形核點(diǎn)和尺寸大小，生長(zhǎng)時(shí)間主要影響MoS2的尺寸大小。在壓強(qiáng)為常壓，S的質(zhì)量>1g，氣體流速為30sccm，生長(zhǎng)溫度為750℃，生長(zhǎng)時(shí)間為20min時(shí)制備出了面積為~4mm×5mm的少層MoS2薄膜；另外我們?cè)谝徊椒ㄗ罴褜?shí)驗(yàn)條件的基礎(chǔ)上采用兩步法制

4、備了面積為10mm×15mm的少層MoS2薄膜。
　　2.采用氣敏分析測(cè)試系統(tǒng)對(duì)制備得到的MoS2薄膜的氣敏性能進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明，在室溫下MoS2對(duì)NO2氣體的選擇性最好，且對(duì)NO2氣體的檢測(cè)極限低至1ppm，相應(yīng)的靈敏度高達(dá)2.6％，對(duì)20ppm的NO2氣體的響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間分別為320s和900s。
　　3.為了進(jìn)一步改善MoS2的氣敏性能，在本論文中通過對(duì)MoS2薄膜復(fù)合貴金屬Pt對(duì)MoS2薄膜進(jìn)行結(jié)構(gòu)改善，Pt修飾后