MoS2是一種具有類石墨烯結構的過渡金屬硫化物，在許多領域的應用被深入研究[1,2]
MoS2具有層狀結構，厚度對其能帶結構的影響較大
厚度為單原子層的MoS2其禁帶寬度為1.8 eV，屬于直接帶隙半導體；厚度增大到多原子層時半導體的能隙減小到1.29 eV，屬于間接帶隙半導體[3]
帶隙的這種可調控性，使MoS2在半導體器件方面有廣闊的應用前景
磁控濺射工藝高效、環保和可控，可用于制備大面積薄膜
用磁控濺射工藝制備的高性能MoS2薄膜，廣泛用于固體潤滑、MoS2基場效應晶體管和各種氣敏傳感器等方面[4,5]
MoS2的表體比較高，用磁控濺射制備的MoS2 薄膜表面較多的懸鍵使其表面活性較高，容易吸附空氣中的水和氧而氧化(30%—40%為MoO3、少量硫氧化物)[6,7]
薄膜的抗氧化性，與其晶體結構和取向密切相關
薄膜表面的氧化，影響器件的輸運性能和穩定性
當MoS2基場效應晶體管處于不同濕度環境時，MoS2薄膜表面吸附的水和氧使其電輸運特性出現滯后[8]
元素摻雜能消除MoS2薄膜表面的部分懸鍵，從而改善薄膜表面的濕度敏感性[9]
同時，元素摻雜還能調控薄膜的電子結構和能帶結構，有利于薄膜在電子領域的應用
本文使用非平衡磁控濺射系統制備純MoS2 薄膜和Ti摻雜MoS2薄膜并將其置于恒溫恒濕箱中在溫度28℃、濕度70%條件下存儲360 h，研究高濕存儲對薄膜的表面化學狀態和半導體性能的影響
1 實驗方法1.1 MoS2薄膜和Ti-MoS2薄膜的制備
用Teer UDP-650型非磁控濺射設備制備MoS2 薄膜，基底為表面有二氧化硅層(300 nm)的<111>硅片
沉積薄膜前，先依次用丙酮、無水乙醇和去離子水超聲清洗硅片15 min，最后用干燥氮氣吹干
使用如圖1所示的對靶磁控濺射沉積薄膜
本底真空度達到1.50×10-6 Torr時向真空腔體中通入16 sccm 的Ar氣并在基底施加-500 V的偏壓，用電離的Ar+清洗基底表面的雜質，此過程的時間為900 s；隨后逐漸將偏壓升高到-70 V并將Ti靶電流增大到3.0 A
在基底表面沉積金屬Ti作為過渡層，以增大薄膜與基底之間的結合力；沉積純MoS2薄膜和不同Ti含量的Ti-MoS2薄膜時，保持Ar氣的流量為16 sccm
樣品架的旋轉速度為5 r/min，控制MoS2靶電流為1.0
聲明：
“Ti摻雜MoS2薄膜的抗氧化性和電學性能” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：謝明玲,張廣安,史鑫,譚稀,高曉平,宋玉哲
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2025年07月24日 ~ 26日 
