發(fā)布時(shí)間：2021-02-02 04:05

　　二維材料屬于納米材料的一個(gè)分支,其厚度在100納米以下。近年來(lái)被廣泛研究的一些二維材料,其厚度為原子級(jí)尺度。有的甚至不足1納米,例如單層石墨烯。由于量子限制效應(yīng),二維材料具有很多獨(dú)特的性質(zhì),在電子學(xué)器件、導(dǎo)電薄膜、傳感器、儲(chǔ)能、催化等領(lǐng)域具有很大的潛在應(yīng)用價(jià)值。從化學(xué)成分的角度,可以把二維材料劃分為以石墨烯為代表的一元二維材料,以二硫化鉬為代表的過(guò)渡金屬硫族化合物二維材料,金屬碳化物或碳氮化物二維材料,氧化物二維材料等類別�；瘜W(xué)氣相沉積法是大規(guī)模制備二維材料的一種有效的手段。本論文從碳源、基底、結(jié)構(gòu)等角度對(duì)石墨烯的化學(xué)氣相沉積法制備進(jìn)行了系統(tǒng)研究,并研究了其生長(zhǎng)機(jī)理和電學(xué)性能。此外,本論文還研究了二維二氧化鉬的化學(xué)氣相沉積法制備,并研究了其形狀形成機(jī)理和電學(xué)性能。本論文的具體工作內(nèi)容如下。（1）采用化學(xué)氣相沉積法,在二氧化硅/硅基底上生長(zhǎng)出二維的二氧化鉬單晶。利用拉曼光譜可以確定制備過(guò)程所得產(chǎn)物化學(xué)成分為二氧化鉬,利用高分辨透射電子顯微鏡可以確定其晶面并確認(rèn)其單晶屬性。其厚度最低達(dá)到3.8納米,橫向尺寸從幾百納米到數(shù)微米。二維二氧化鉬單晶的形狀有三種,標(biāo)準(zhǔn)的平行四邊形,缺角的平行四邊形... 

【文章來(lái)源】：華中師范大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．３?（ａ）石墨烯的晶格結(jié)構(gòu)．（ｂ）石墨稀的布里淵區(qū)｜５５１

電子躍遷能量，０．０２ｔ＜ｔ’＜０．２ｔ。基于??以上分析，可以得到石墨烯中電子的緊束縛近似哈密頓量，表示為??Ｈ?＝－（?Ｙ．（ａｌＡ．ｊ?＋?Ｈ．ｃ．）??ＵＪｈｃｒ?（ｆ，／）?ｌ＜ｒ??石墨烯能帶函數(shù)的形式為??ＥＡｋ）?＝?±＾３?＋?ｆ（ｋ）－ｆ＇ｆ（ｋ）??該函數(shù)中，函數(shù)ｆ（ｋ）的形式為??／＇ｆＡ）?＝?２ｃｏｓ（Ｖ３ａ）?＋?４ｃｏｓ（—?ｋｖ．ａ）?ｃｏｓ（－ｋＹａ）??少?２?２??＋與導(dǎo)帶〇＊帶）對(duì)應(yīng)，－與價(jià)帶（Ｒ?guī)В⿲?duì)應(yīng)。??石墨烯的能帶結(jié)構(gòu)如圖１．４所示。上面的７１＊帶形成導(dǎo)帶，下面的７１帶形成價(jià)帶。若不考慮次??近鄰原子間的電子躍遷，即ｔ＇＝０，則導(dǎo)帶和價(jià)帶呈對(duì)稱特征。若ｆ取有限值，即考慮到次近鄰??原子間的電子躍遷作用時(shí)，電子－空穴對(duì)稱性被破壞，導(dǎo)帶和價(jià)帶將不再對(duì)稱。??４?ｙ?ｉ＼??圖１．４單層石墨烯的能帶結(jié)構(gòu)圖１５５１。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?Ｔｈｅ?ｂａｎｄ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｍｏｎｏ－ｌａｙｅｒ?ｇｒａｐｈｅｎｅ??石墨烯的帶隙為零，將石墨烯作為場(chǎng)效應(yīng)晶體管的溝道材料，外加?xùn)艠O電場(chǎng)時(shí)，石墨烯的??載流子可以在電子和空穴間連續(xù)地過(guò)渡，形成雙極型電場(chǎng)效應(yīng)［５５］，如圖１．５所示。其中的小圖??是石墨烯能帶圖中的低能量部分，此范圍中石墨烯的能量色散關(guān)系近似為線性，三維空間則形??成圓錐結(jié)構(gòu)。當(dāng)調(diào)節(jié)柵極電壓大小的時(shí)候，費(fèi)米能級(jí)的位置可以隨之連續(xù)的改變。正的柵極偏??壓會(huì)引起一定濃度的電子，而負(fù)的柵極偏壓會(huì)引起一定濃度的空穴。當(dāng)載流子濃度增加時(shí)，電??４??

？博士學(xué)位論之??ＩＸ＞ＣＴＯＲＡＩ．?ＤｌＳＳＩ；Ｒ?ｔＡＴＩＯＮ??阻呈現(xiàn)出快速的下降，這表明石墨烯中的載流子具有很高的遷移率。這種特性使得石墨烯有望??應(yīng)用于電子器件領(lǐng)域。??１Ｋ?Ｉ??６－?０Ｔ??ｒｗ??／?＼?Ｖ?＇＊＿ｆＦ??１??Ｑ??｜?｜?｜??｜?｜?｜???－６０?－３０?０?３０?６０??圖１．５外加?xùn)艠O電場(chǎng)時(shí)石艱烯的雙極咽電場(chǎng)效應(yīng)。小圖為石墨烯能＇Ｈ：色散關(guān)系的低能部分［５５１。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．５?Ｂｉｐｏｌａｒ?ｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｆｉｅｌｄ?ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｗｉｔｈ?ｇａｔｅ?ｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｆｉｅｌｄ．?Ｔｈｅ?ｓｍａｌｌ?ｆｉｇｕｒｅｓ?ａｒｅ?ｔｈｅ?ｌｏｗ?ｅｎｅｒｇｙ?ｐａｒｔｉａｌ??ｏｆ?ｅｎｅｒｇｙ?ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ?ｏｆ?ｇｒａｐｈｅｎｅ?丨５?５】．??１．１．２二維過(guò)渡金屬硫族化合物??二維過(guò)渡族金屬二硫化物（ＴＭＤＣ）１５７１是石墨烯之外被研宄Ｍ多的二維材料。ＴＭＤＣ的化??學(xué)形式為這里面從是元素周期表中的ＩＶ族（Ｔｉ，Ｚｒ，?Ｈｆ等）、Ｖ族（Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ）和ＶＩ族??（Ｍｏ，?Ｗ等），義是Ｓ，?Ｓｅ，?Ｔｅ。ＴＭＤＣ材料種類很多，包括但不限于以下種類，Ｍ〇Ｓ２｜５８＿５９］，??ＷＳ２網(wǎng)，ＭｏＳｅ２【６１】，ＷＳｅ嚴(yán)ＳｎＳ２｜Ｗ１，?ＶＳｅ２｜６４１等。最典型，被研宄最多的是二硫化鉬，這里??重點(diǎn)對(duì)它進(jìn)行介紹。??塊體的Ｍ〇Ｓ２屬于六方晶系，具有層狀結(jié)構(gòu)，層和層之間的結(jié)合是通過(guò)較弱的范德華力??實(shí)現(xiàn)。這種特點(diǎn)與石墨相似，因此二維的Ｍ〇Ｓ２也可以通過(guò)機(jī)械剝離的方法獲得［６６］，類似機(jī)械??剝離獲得

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Fast growth of graphene on SiO2/Si substrates by atmosphericpressure chemical vapor deposition with floating metal catalysts[J]. Na Liu,Jia Zhang,Yunfeng Qiu,Jie Yang,PingAn Hu.  Science China（Chemistry）. 2016(06)



本文編號(hào)：3014017