發(fā)布時間：2021-04-26 11:36

　　近年來,基于石墨烯等二維層狀材料在光電器件應(yīng)用中的研究備受關(guān)注。二維材料表現(xiàn)出的諸多優(yōu)異的光電特性,與此同時,有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦材料由于其高吸光收系數(shù),長電荷載流子擴(kuò)散長度,和優(yōu)異的的載流子遷移性而備受關(guān)注。受制于石墨烯本身缺乏增益機(jī)制和吸光弱等不利因素,基于單一石墨烯材料的光電轉(zhuǎn)換器件難以獲得高的光電轉(zhuǎn)換效率,針對這一瓶頸,本文將石墨烯與鈣鈦礦材料復(fù)合成異質(zhì)結(jié)構(gòu)以解決上述問題。使用氧等離子體去除銅箔背面石墨烯,改進(jìn)了濕法轉(zhuǎn)移工藝,采用刻蝕液（HCl:H2O2:H2O=2:1:40）對銅箔進(jìn)行完全溶解,最后,使用氨水對石墨烯進(jìn)行n摻雜,以中和前期引入的p型重?fù)诫s,實(shí)現(xiàn)石墨烯的良好轉(zhuǎn)移,得到高質(zhì)量的石墨烯。和傳統(tǒng)PMMA濕法轉(zhuǎn)移工藝相比,石墨烯場效應(yīng)晶體管的狄拉克點(diǎn)顯著減�。╬型摻雜減小）,以及其遷移率顯著提高（減小雜質(zhì)散射）。發(fā)展了石墨烯光電探測器關(guān)鍵制備工藝。在石墨烯圖形化工藝中引入一層PMMA作為中間層,解決了器件溝道石墨烯上碳化光刻膠的殘留問題,通過在轉(zhuǎn)移過程中選用不同的刻蝕液、引入PMMA過渡層、以及氨水溶液浸泡等幾種方法降低了石墨烯的p型摻雜,得到性能良好的石墨烯晶體管器件... 

【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

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 石墨烯的概述
        1.2.1 石墨烯材料性能
        1.2.2 石墨烯的制備方法
    1.3 石墨烯光電探測器的概況
        1.3.1 光輻射探測技術(shù)
        1.3.2 石墨烯光電探測器的光電轉(zhuǎn)換原理
        1.3.3 石墨烯光電探測器的研究現(xiàn)狀
    1.4 有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦光電探測器的研究進(jìn)展
        1.4.1 有機(jī)金屬鹵化物鈣鈦礦材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
        1.4.2 鈣鈦礦光電探測器的發(fā)展
    1.5 光電探測器的性能參數(shù)
    1.6 課題研究目的及內(nèi)容
        1.6.1 課題研究目的
        1.6.2 論文研究內(nèi)容與章節(jié)安排
第2章 材料的制備及性能表征
    2.1 單層石墨烯制備及轉(zhuǎn)移
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)所需材料和設(shè)備
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)使用儀器
    2.2 石墨烯薄膜的轉(zhuǎn)移
    2.3 石墨烯的表征
        2.3.1 光學(xué)顯微鏡分析
        2.3.2 原子力顯微鏡表征
        2.3.3 掃描電子顯微鏡表征
        2.3.4 拉曼光譜
    2.4 材料其他性能表征方法
        2.4.1 X射線衍射儀
        2.4.2 透射電子顯微鏡表征
        2.4.3 光致發(fā)光光譜
第3章 石墨烯光電器件制備及性能表征
    3.1 前言
    3.2 石墨烯光電探測器的制備
        3.2.1 光電探測器制備環(huán)境
        3.2.3 石墨烯光電探測器的制備流程
        3.2.4 石墨烯薄膜圖形化工藝研究
        3.2.5 光電探測器的制備結(jié)果
    3.3 光電探測器的性能表征
        3.3.1 石墨烯場效應(yīng)結(jié)構(gòu)光電探測器件原理
        3.3.2 測試設(shè)備和測試條件
        3.3.3 石墨烯場效應(yīng)結(jié)構(gòu)光電探測器的半導(dǎo)體特性
    3.4 光電探測器的光電性能改善
        3.4.1 氨水摻雜對石墨烯電學(xué)性能的影響
        3.4.2 刻蝕劑對石墨烯電學(xué)性能的影響
        3.4.3 PMMA對石墨烯電學(xué)性能的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 垂直石墨烯納米墻/鈣鈦礦復(fù)合結(jié)構(gòu)光電探測器
    4.1 前言
    4.2 石墨烯納米墻的工藝和生長機(jī)制的研究
        4.2.1 垂直石墨烯納米墻的制備
        4.2.2 生長時間對石墨烯納米墻特性的影響
        4.2.3 石墨烯納米墻生長機(jī)理的研究
    4.3 垂直石墨烯納米墻/鈣鈦礦光電探測器件的制備及性能研究
        4.3.1 鈣鈦礦的合成
        4.3.2 器件的制備
        4.3.3 石墨烯納米墻/鈣鈦礦復(fù)合材料的性質(zhì)表征
        4.3.4 石墨烯納米墻/鈣鈦礦復(fù)合材料的光學(xué)性質(zhì)
        4.3.5 垂直石墨烯納米墻/鈣鈦礦結(jié)構(gòu)光電探測器件的性能研究
        4.3.6 石墨烯納米墻/鈣鈦礦結(jié)構(gòu)光電探測器件的機(jī)理
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]石墨烯場效應(yīng)晶體管的制備及其特性研究[D]. 馮婷婷.清華大學(xué) 2014

碩士論文
[1]基于化學(xué)氣相沉積的石墨烯場效應(yīng)晶體管研究[D]. 柴正.西安電子科技大學(xué) 2014



本文編號：3161344