發(fā)布時(shí)間：2021-01-16 08:57

　　黑磷由于其優(yōu)異的性能得到了科學(xué)界廣泛關(guān)注,被認(rèn)為能與石墨烯相媲美的二維原子材料。優(yōu)于石墨烯的是,黑磷的帶隙能通過層數(shù)進(jìn)行調(diào)控能,能吸收從可見光到通信用紅外線范圍的波長(zhǎng)。此外,黑磷是一種直接能隙半導(dǎo)體,能將電子信號(hào)轉(zhuǎn)成光信號(hào),具有良好的光響應(yīng)特性。黑磷量子點(diǎn)是一種納米尺度的黑磷材料,由于量子限域效應(yīng)和邊緣效應(yīng),黑磷量子點(diǎn)有望具有比黑磷體材料更為優(yōu)異的光電性能。本論文提出了制備黑磷量子點(diǎn)的改進(jìn)方法,主要是在超聲輔助液相剝離法制備黑磷量子點(diǎn)的步驟之前,采用準(zhǔn)分子激光對(duì)樣品進(jìn)行輻照,從而使得黑磷晶體粉末先快速形成黑磷納米片,進(jìn)而改善了黑磷量子點(diǎn)制備的效率,制得直徑小于10 nm的黑磷量子點(diǎn)異丙醇溶液。利用制備所得的黑磷量子點(diǎn),通過電泳沉積法在常溫常壓條件下成功制備了黑磷量子點(diǎn)薄膜,并且改變電泳沉積時(shí)間以及陰極電極規(guī)格,調(diào)控黑磷量子點(diǎn)薄膜膜厚與尺寸,可以實(shí)現(xiàn)200 nm–4μm厚度,1–5 cm尺寸的黑磷量子點(diǎn)薄膜制備。為探究黑磷量子點(diǎn)的厚度依賴特性對(duì)其光學(xué)性能的影響,對(duì)制備的不同膜厚的黑磷量子點(diǎn)薄膜進(jìn)行了拉曼光譜表征實(shí)驗(yàn),探究了不同厚度黑磷量子點(diǎn)薄膜的拉曼光譜特性并分析其形成機(jī)理。此外,基于黑... 

【文章來源】：北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

各種典型的超薄二維材料示意圖，如石墨烯，六方氮化硼，過渡金屬硫化物，金屬有機(jī)骨架化合物，共價(jià)有機(jī)骨架化合物，二維過渡金屬碳化物或碳氮化物，層狀雙金屬

黑磷的光譜特性通常有多種表征手段，如拉曼光譜，紅外光譜，光致發(fā)光光，偏振相關(guān)光譜和 X 射線光電子能譜。這些技術(shù)可以用于表征黑磷的振動(dòng)模，本征鍵能，結(jié)晶度和晶體學(xué)方向。光譜技術(shù)也被用于通過外部刺激如應(yīng)變研薄層黑磷納米片的振動(dòng)特性、溫度和壓力解開內(nèi)在各向異性的物理特性。拉曼譜特征對(duì)黑磷中層數(shù)的變化非常敏感，如強(qiáng)度的比值隨厚度的減小而單調(diào)遞增。]如圖 1-3 a,b 所示，黑磷典型拉曼光譜的主峰通常在 362 cm-1,439 cm-1和 467-1的位置，它們分別由 1，2 和 2的聲子模式組成。[74]B2g和 A2g的動(dòng)模式對(duì)應(yīng)的是黑磷烯層平面內(nèi)的振動(dòng)，而 A1g對(duì)應(yīng)的是平面外的振動(dòng)。夏豐研究團(tuán)隊(duì)通過研究黑磷的偏振分辨拉曼光譜，得出了不同晶向下的各向異性行和層依賴特性的結(jié)論。[75]由圖 1-3 b 所示可知，無論激光沿 x，y 還是 D（對(duì)線）方向激發(fā)的拉曼散射，黑磷的標(biāo)準(zhǔn)峰都成功被激發(fā)出來。對(duì)于不同的三種振態(tài)激發(fā)出的拉曼光譜，拉曼峰的位置都沒有發(fā)生偏移，但 1，2 和 2的峰隨著偏振方向發(fā)生明顯的變化。

第 1 章 緒論如圖 1-7 a 所示，類似于石墨烯的首次剝離制備方法，通過膠帶機(jī)械剝離得到的黑磷納米片被應(yīng)用于黑磷場(chǎng)效應(yīng)的制備。[82,14]然而這種方法是不可調(diào)控的，由于產(chǎn)量非常低而且制得的納米片易變質(zhì)，難以完全滿足器件領(lǐng)域應(yīng)用的需求�？蒲腥藛T開始探索新型的制備方法，以克服黑磷在制備與保存上所面臨的問題。液相剝離法是一種目前最穩(wěn)定有效的黑磷薄片的制備手段，這是一種運(yùn)用靜電排斥的原理將黑磷塊材直接轉(zhuǎn)化為納米薄片的方法。[83,84]由于超聲而引起的布朗運(yùn)動(dòng)，使得超聲輔助液相剝離法有效地提高了黑磷納米片的制備效率，如圖 1-7b,c 所示，通過微觀圖像和高分辨透射電子顯微鏡的圖像，驗(yàn)證得到了黑磷的尺寸維度以及波紋結(jié)構(gòu)。這意味這黑磷材料可以運(yùn)用這種方法在不引入任何缺陷的前提下成功完成剝離。[85-87]因而，超聲輔助液相剝離法也成為了目前制備黑磷納米片最常運(yùn)用的方法之一，雖然液相剝離的方法可以有效地制備獲得厚度幾十納米的黑磷納米片，但是其產(chǎn)量較低，難以滿足宏觀器件制備乃至工業(yè)生產(chǎn)制備需求。


本文編號(hào)：2980525