隨著半導體技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)半導體材料和器件面臨著越來越多的挑戰(zhàn)。近年來,二維材料的興起為半導體路線的發(fā)展提供了新的機遇。人們在二維材料及其異質(zhì)結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)了許多新奇物理效應、構(gòu)建了新型器件結(jié)構(gòu)并挖掘了眾多新應用領(lǐng)域。此類新型低維材料與結(jié)構(gòu)為納米光電子器件發(fā)展開辟了新技術(shù)途徑。在光電器件領(lǐng)域,半導體異質(zhì)結(jié)、場效應晶體管等結(jié)構(gòu)是半導體芯片中的基本構(gòu)成單元,其特征性能參數(shù)是衡量半導體技術(shù)的重要指標。本論文主要研究了有機鐵電材料調(diào)控下的二維半導體及其異質(zhì)結(jié)構(gòu)的電學和光電性能,并探索了其在光電探測器和低功耗電子器件方面的潛在應用。主要內(nèi)容有以下幾個方面:1、研究了弛豫鐵電聚合物材料P（VDF-TrFE-CFE）調(diào)控的N型MoS₂效應管和P型WSe₂場效應管的光電性能,分別解析了P（VDF-TrFE-CFE）增強電子和空穴遷移率的內(nèi)在物理機制。在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建了基于鐵電調(diào)控的MoS₂光電探測器,并考察了其光電特性,實現(xiàn)了可見-近紅外的高響應率探測,拓寬了MoS₂的探測范圍,并揭示了鐵電極化局域場對二維半導體帶隙調(diào)... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院上海技術(shù)物理研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 二維原子晶體
    1.2 二維原子晶體及其范德華異質(zhì)結(jié)
        1.2.1 二維原子晶體的制備
        1.2.2 剝離-重疊法制備范德華異質(zhì)結(jié)
        1.2.3 CVD直接生長法
    1.3 基于范德華異質(zhì)結(jié)的功能器件
        1.3.1 光電器件
        1.3.2 隧穿二極管
        1.3.3 存儲器
        1.3.4 其他器件
    1.4 鐵電材料及鐵電場效應晶體管
        1.4.1 鐵電材料
        1.4.2 鐵電場效應晶體管（FeFET）
    1.5 本論文的研究意義和主要內(nèi)容
第2章 弛豫鐵電材料調(diào)控二維半導體光電性能研究
    2.1 研究背景
    2.2 弛豫鐵電材料P（VDF-TrFE-CFE）的基本性質(zhì)
2光電性質(zhì)研究">    2.3 P（VDF-TrFE-CFE）調(diào)控MoS₂光電性質(zhì)研究
        2.3.1 器件制備及表征
        2.3.2 器件電學性能
2場效應晶體管的電學性能">        2.3.3 頂柵調(diào)控的MoS₂場效應晶體管的電學性能
2的場效應晶體管光電性能">        2.3.4 鐵電局域場調(diào)控的MoS₂的場效應晶體管光電性能
2電學及表面性質(zhì)研究">    2.4 P（VDF-TrFE-CFE）調(diào)控WSe₂電學及表面性質(zhì)研究
        2.4.1 器件結(jié)構(gòu)及制備
        2.4.2 器件的電學性質(zhì)
    2.5 本章小結(jié)
2/MoS₂ 異質(zhì)結(jié)的光電探測器">第3章 基于MoTe₂/MoS₂ 異質(zhì)結(jié)的光電探測器
    3.1 研究背景
    3.2 器件結(jié)構(gòu)及制備
    3.3 器件性能表征
        3.3.1 基本電學性能
        3.3.2 光電響應性能
    3.4 本章小結(jié)
第4章 鐵電局域場增強的光伏型偏振探測器
    4.1 研究背景
    4.2 GeSe的基本性質(zhì)
    4.3 器件制備與光學表征
2異質(zhì)結(jié)的電學性能">    4.4 P（VDF-TrFE）調(diào)控GeSe/MoS₂異質(zhì)結(jié)的電學性能
2鐵電場效應管電學性能">        4.4.1 GeSe和 MoS₂鐵電場效應管電學性能
2 異質(zhì)結(jié)鐵電場效應管電學特性">        4.4.2 GeSe/MoS₂ 異質(zhì)結(jié)鐵電場效應管電學特性
2異質(zhì)結(jié)的光電性能">    4.5 P（VDF-TrFE）調(diào)控GeSe/MoS₂異質(zhì)結(jié)的光電性能
2探測器的光響應特性">        4.5.1 鐵電局域場調(diào)控下GeSe/MoS₂探測器的光響應特性
2探測器偏振特性">        4.5.2 鐵電局域場調(diào)控下GeSe/MoS₂探測器偏振特性
2 探測器在不同波段的光響應機制分析">    4.6 GeSe/MoS₂ 探測器在不同波段的光響應機制分析
    4.7 本章小結(jié)
2/MoTe₂ 隧穿場效應晶體管">第5章 鐵電局域場調(diào)控SnSe₂/MoTe₂ 隧穿場效應晶體管
    5.1 研究背景
2調(diào)控的SnSe₂/MoTe₂ 異質(zhì)結(jié)場效應晶體管">    5.2 基于超薄HfO₂調(diào)控的SnSe₂/MoTe₂ 異質(zhì)結(jié)場效應晶體管
        5.2.1 器件制備與基本表征
2 調(diào)控的SnSe₂/MoTe₂ 異質(zhì)結(jié)二極管的電學性能">        5.2.2 HfO₂ 調(diào)控的SnSe₂/MoTe₂ 異質(zhì)結(jié)二極管的電學性能
2/MoTe₂ 異質(zhì)結(jié)場效應管">    5.3 基于鐵電柵極P（VDF-TrFE）調(diào)控的SnSe₂/MoTe₂ 異質(zhì)結(jié)場效應管
2/MoTe₂ 異質(zhì)結(jié)場效應結(jié)構(gòu)的制備">        5.3.1 基于鐵電柵極的SnSe₂/MoTe₂ 異質(zhì)結(jié)場效應結(jié)構(gòu)的制備
2/MoTe₂ 隧穿場效應晶體管的電學性能">        5.3.2 鐵電局域場調(diào)控SnSe₂/MoTe₂ 隧穿場效應晶體管的電學性能
    5.4 P（VDF-TrFE）對能帶結(jié)構(gòu)及載流子輸運調(diào)控原理分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介及在學期間發(fā)表的學術(shù)論文與研究成果



本文編號：2989847