二硫化鉬納米薄膜的制備及其電學(xué)和光電性能調(diào)控研究
發(fā)布時(shí)間：2020-12-27 08:25
二維半導(dǎo)體材料MoS2擁有著和石墨烯類似的層狀結(jié)構(gòu),其獨(dú)特的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)越來越吸引人們的注意。MoS2的生長(zhǎng)制備是各種性能研究的基礎(chǔ),如何控制MoS2薄膜的形貌,晶界微觀結(jié)構(gòu),p型性質(zhì)MoS2薄膜的生長(zhǎng),在其表面的外延生長(zhǎng)非層狀半導(dǎo)體材料,以及MoS2薄膜的多級(jí)結(jié)構(gòu)仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。目前已報(bào)道的CVD制備MoS2方法采用的設(shè)備不同,生長(zhǎng)方式各異,工藝參數(shù)多樣化等因素,導(dǎo)致材料形貌調(diào)控困難,尤其對(duì)于復(fù)雜形貌結(jié)構(gòu)中的晶界結(jié)構(gòu)對(duì)電學(xué)性質(zhì)和壓電性質(zhì)調(diào)控研究并不全面,有待于進(jìn)一步完善�；诖�,本文從MoS2材料的制備著手,并研究了材料晶界結(jié)構(gòu)對(duì)電子輸運(yùn)性能和壓電性質(zhì)的影響,并通過摻雜,外延生長(zhǎng)以及復(fù)合結(jié)構(gòu)等手段,提高了MoS2的電學(xué),光電以及力學(xué)性質(zhì),在光學(xué),電學(xué)性質(zhì)以及傳感器應(yīng)用等領(lǐng)域取得一系列重要的進(jìn)展:在單層MoS2的形貌調(diào)控及其晶界結(jié)構(gòu)對(duì)電學(xué)性質(zhì)的影響研究中,成功地制備了MoS2<...
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】：140 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
石墨烯的能帶結(jié)構(gòu)圖
第 1 章 緒 論多層二硫化鉬可以分為三棱柱結(jié)構(gòu)（2H 相）與八面體結(jié)構(gòu)（1T 相）。每個(gè) Mo原子與六個(gè) S 原子連接并形成三棱柱結(jié)構(gòu)時(shí)，形成熱力學(xué)較穩(wěn)定的 2H 相 MoS2；六個(gè) S 圍繞一個(gè) Mo 原子形成扭曲的八面體結(jié)構(gòu)時(shí)，則形成亞穩(wěn)定的 1T相 MoS2。研究表明，前者為半導(dǎo)體，后者為金屬。理論上，前者的結(jié)構(gòu)相較于后者更加穩(wěn)定[10]，而后者的催化還原產(chǎn)氫的性能優(yōu)于前者[11]。塊狀 MoS2屬于 D6h晶體結(jié)構(gòu)空間群簇，而單層 MoS2屬于 D3h空間群[12-14]。D6h擁有空間鏡面對(duì)稱性，而 D3h則沒有。光學(xué)二次諧波顯微鏡是一個(gè)非常有用的工具，能夠表征單層至三層 MoS2，并判斷其晶體取向，晶體尺寸和堆積方式[15]。光學(xué)二次諧波研究表明少層 MoS2保留了塊體晶格對(duì)稱，對(duì)于少層 MoS2，其中偶數(shù)層 MoS2表現(xiàn)出鏡面對(duì)稱性，但是奇數(shù)層則沒有[16]，奇數(shù)層 MoS2樣品的光學(xué)二次諧波強(qiáng)度的增加，很好證明的這一點(diǎn)。
圖 1-3 單層 MoS2力學(xué)性質(zhì)原子力測(cè)試方法[19]. 1-3 Test of mechanical properties using AFM: a) optical image of a monolayer MoS2sferred onto the prepatterned SiO2substrate containing an array of circular holes 550 nmeter, b) AFM image of the same single-layer MoS2as in part a shows that the monolaylean, free of wrinkles, and forms locally suspended membranes over multiple holes in tsubstrate, c) schematic depiction of the indentation experiment.[19]表 1-1 幾種工程材料楊氏模量和斷裂強(qiáng)度[19]able 1-1 The Young’s modulus and Breaking strength of several engineering materials[aterial Young’s modulusEYoung(GPa)Breaking strength (GPa)Breaking strengYoung’s mod(%)Stainless steelASTM-A514205 0.9 0.4molybdenum 329 0.5-1.2 0.15-0.36polyimide 2.5 0.231 9PDMS 0.3-0.87 2.24 2.5Kevlar 49 112 3 2.6onolayer MoS2270 16-30 6-11Bulk MoS2238
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]三氧化鉬溶膠凝膠光致變色的研究[J]. 章俞之,黃銀松,曹韞真,快素蘭,胡行方. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2001 (12)
本文編號(hào)：2941412
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】：140 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
石墨烯的能帶結(jié)構(gòu)圖
第 1 章 緒 論多層二硫化鉬可以分為三棱柱結(jié)構(gòu)（2H 相）與八面體結(jié)構(gòu)（1T 相）。每個(gè) Mo原子與六個(gè) S 原子連接并形成三棱柱結(jié)構(gòu)時(shí)，形成熱力學(xué)較穩(wěn)定的 2H 相 MoS2；六個(gè) S 圍繞一個(gè) Mo 原子形成扭曲的八面體結(jié)構(gòu)時(shí)，則形成亞穩(wěn)定的 1T相 MoS2。研究表明，前者為半導(dǎo)體，后者為金屬。理論上，前者的結(jié)構(gòu)相較于后者更加穩(wěn)定[10]，而后者的催化還原產(chǎn)氫的性能優(yōu)于前者[11]。塊狀 MoS2屬于 D6h晶體結(jié)構(gòu)空間群簇，而單層 MoS2屬于 D3h空間群[12-14]。D6h擁有空間鏡面對(duì)稱性，而 D3h則沒有。光學(xué)二次諧波顯微鏡是一個(gè)非常有用的工具，能夠表征單層至三層 MoS2，并判斷其晶體取向，晶體尺寸和堆積方式[15]。光學(xué)二次諧波研究表明少層 MoS2保留了塊體晶格對(duì)稱，對(duì)于少層 MoS2，其中偶數(shù)層 MoS2表現(xiàn)出鏡面對(duì)稱性，但是奇數(shù)層則沒有[16]，奇數(shù)層 MoS2樣品的光學(xué)二次諧波強(qiáng)度的增加，很好證明的這一點(diǎn)。
圖 1-3 單層 MoS2力學(xué)性質(zhì)原子力測(cè)試方法[19]. 1-3 Test of mechanical properties using AFM: a) optical image of a monolayer MoS2sferred onto the prepatterned SiO2substrate containing an array of circular holes 550 nmeter, b) AFM image of the same single-layer MoS2as in part a shows that the monolaylean, free of wrinkles, and forms locally suspended membranes over multiple holes in tsubstrate, c) schematic depiction of the indentation experiment.[19]表 1-1 幾種工程材料楊氏模量和斷裂強(qiáng)度[19]able 1-1 The Young’s modulus and Breaking strength of several engineering materials[aterial Young’s modulusEYoung(GPa)Breaking strength (GPa)Breaking strengYoung’s mod(%)Stainless steelASTM-A514205 0.9 0.4molybdenum 329 0.5-1.2 0.15-0.36polyimide 2.5 0.231 9PDMS 0.3-0.87 2.24 2.5Kevlar 49 112 3 2.6onolayer MoS2270 16-30 6-11Bulk MoS2238
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]三氧化鉬溶膠凝膠光致變色的研究[J]. 章俞之,黃銀松,曹韞真,快素蘭,胡行方. 化學(xué)學(xué)報(bào). 2001 (12)
本文編號(hào)：2941412
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