在基礎(chǔ)物理學(xué)研究以及先進(jìn)電子器件的大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用中,能夠制備出晶圓級(jí)連續(xù)的且可控?fù)诫s的單層二硫化鉬薄膜是十分令人期待的。在本文中,我們使用激光分子束外延技術(shù)成功制備出了兩英寸大小連續(xù)的且有著大量硫空位的單層二硫化鉬薄膜。本征硫空位可視為一個(gè)絕佳的平臺(tái),通過(guò)應(yīng)用空位工程可以調(diào)節(jié)單層二硫化鉬的物化性質(zhì)。理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明氮是一種很有前景的平面雜質(zhì)原子摻雜劑,可以對(duì)單層二硫化鉬進(jìn)行多功能改性,比如光致發(fā)光、鐵磁性以及功函數(shù)。單層二硫化鉬的光致發(fā)光強(qiáng)度可以通過(guò)控制氮摻雜濃度而得到顯著增強(qiáng)。通過(guò)磁學(xué)方面的實(shí)驗(yàn)測(cè)量,我們首次實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)氮摻雜后的單層二硫化鉬出現(xiàn)了鐵磁性,這并且給我們提供了一個(gè)非常有效的方法去探究非金屬原子氮摻雜的二維稀磁半導(dǎo)體。此外,我們還通過(guò)實(shí)驗(yàn)描述了氮摻雜是一種有效的方法來(lái)調(diào)節(jié)單層二硫化鉬的功函數(shù)。制備晶圓級(jí)連續(xù)的氮摻雜單層二硫化鉬,給我們提供了一個(gè)可行的方法來(lái)協(xié)同調(diào)節(jié)單層二硫化鉬的各種功能特性并促進(jìn)其在光電器件和新穎的半導(dǎo)體器件中的應(yīng)用。 

【文章來(lái)源】：江西師范大學(xué)江西省

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

二硫化鉬的多種應(yīng)用[1]

化[17-21]、太陽(yáng)能光伏[22-26]和電池[27-33]等領(lǐng)域中的應(yīng)用。就在最近，多層的二鉬由于具有非常好的半導(dǎo)體特性，因此吸引了大量研究者的關(guān)注并潛在應(yīng)用米電子器件和光電器件中。.2 材料結(jié)構(gòu)和物理特性.2.1 晶體結(jié)構(gòu)雖然二硫化鉬的基本晶體結(jié)構(gòu)已被研究了超過(guò)五十多年[2]，然而直到最近者才從電子和光電子的角度出發(fā)再次對(duì)其晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究[34]。二硫化鉬有似于石墨烯的二維層狀結(jié)構(gòu)，各單層之間堆疊在一起從而形成塊材（如圖 1-2個(gè)二維晶體層厚度大約 0.65 nm，層與層之間通過(guò)弱的范德瓦爾斯力相結(jié)合使得我們可以通過(guò)機(jī)械剝離的方法獲得單層或多層的二硫化鉬晶體片，這種曾用于制備第一片石墨烯[2]。

碩士學(xué)位論文光譜中還存在低頻層間呼吸（B2g2）和剪切（E2g2）模式，兩者是層數(shù)的函數(shù)且可用于探究多層二硫化鉬的結(jié)構(gòu)特性以及判定其層數(shù)[47]。當(dāng)增加二硫化鉬層數(shù)時(shí)，剪切模式 E2g2緩慢藍(lán)移，與此同時(shí)呼吸模式 B2g2則向相反方向移動(dòng)。在單層二硫化鉬的拉曼光譜中，這兩種低頻拉曼模式將消失，這是由于這兩種模式是層間相互作用的結(jié)果。當(dāng)溫度升高時(shí)，E2g1和 A1g模式將出現(xiàn)明顯的紅移[48]，且它們的強(qiáng)度和半高寬（fwhm）都將增大。E2g1模式還對(duì)應(yīng)力非常敏感，并隨著應(yīng)力的增大將出現(xiàn)紅移[49]。當(dāng)我們觀(guān)測(cè)二硫化鉬的拉曼光譜時(shí)，由于每一種拉曼模式都存在很多因素可以影響其峰位和強(qiáng)度，因此很難區(qū)分出每種因素對(duì)拉曼光譜的影響。就算是與已知的觀(guān)測(cè)值進(jìn)行比較，同樣有可能還存在其他因素將影響拉曼光譜，只不過(guò)我們沒(méi)有將其考慮進(jìn)去而已。因此當(dāng)我們分析二硫化鉬的拉曼光譜時(shí)，應(yīng)基于數(shù)據(jù)的完整性及推理的正確性做出結(jié)論。


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