二維過(guò)渡金屬硫族化合物（2D-TMDCs）具有獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu),可調(diào)的直接帶隙、較好的柔韌性和高透光性等,在固體納米器件、光電子器件、可穿戴設(shè)備、傳感及功能薄膜等領(lǐng)域前景廣闊。然而,如何高效的制備高品質(zhì)大面積的2D-TMDCs材料一直制約著該領(lǐng)域的研究進(jìn)程。采用化學(xué)氣相沉積法（CVD）通過(guò)調(diào)整系列實(shí)驗(yàn)參數(shù)能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)材料的尺寸、層數(shù)的可控生長(zhǎng),最具產(chǎn)業(yè)化潛力。因此,進(jìn)一步深入探究CVD可控制備高品質(zhì)、大尺度單層的2D-TMDCs材料具有非常高的科研和實(shí)用價(jià)值。通過(guò)CVD制備二維的二硫化鎢和二硒化鎢所用的氧化鎢前驅(qū)體自身氣化困難,致使反應(yīng)要在極高的溫度或超低的氣壓下進(jìn)行,這一直是該領(lǐng)域尤待解決的問(wèn)題。本論文從CVD制備二維二硫化鎢和二硒化鎢入手,采用鹵化物輔助的CVD成功制備了大尺寸高品質(zhì)的目標(biāo)材料。研究了該實(shí)驗(yàn)體系的生長(zhǎng)窗口,探究了生長(zhǎng)溫度、生長(zhǎng)時(shí)間、鹵化物種類(lèi)及加入比例和載氣的流量等因素對(duì)材料生長(zhǎng)的影響,實(shí)現(xiàn)了在較低的溫度、較溫和條件下制備大尺寸單層二硫化鎢和二硒化鎢。通過(guò)對(duì)所制得的材料進(jìn)行光學(xué)顯微鏡（Optical Microscope,OM）、掃描電子顯微鏡（Scanning Ele... 

【文章來(lái)源】：青島科技大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

過(guò)渡金屬硫族化合物材料的晶體結(jié)構(gòu)

Fig. 1-1 The crystal structure of transition metal chalcogenide materials最常見(jiàn)的 TMDCs 材料的晶格結(jié)構(gòu)可以根據(jù)過(guò)渡金屬的配位方式分為 1R，其中數(shù)字表示在每個(gè)晶胞中所包含的 X-M-X 單個(gè)結(jié)構(gòu)單元的數(shù)目，屬晶系的簡(jiǎn)稱(chēng)（T、H 和 R 分別表示三角晶系、六方晶系和菱方晶系）單層的 TMDCs 只可能為三棱柱型和八面體型結(jié)構(gòu)，即所謂的 1T-MX2，并且，以上兩種配位結(jié)構(gòu)在特定的條件下會(huì)相互轉(zhuǎn)化[11]。這里主 2H 晶系結(jié)構(gòu)的過(guò)渡金屬硫族化合物進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹[4,11]：具有 D3d空間的八面體配位形式，定義為 1T（tetragonal）相，簡(jiǎn)稱(chēng)為 1T-MX2；具點(diǎn)群結(jié)構(gòu)的三棱柱配位方式，定義為 2H（hexagonal）相，簡(jiǎn)稱(chēng)為 2H的結(jié)構(gòu)（圖 1-2 所示）。由不同種類(lèi)的金屬原子和硫族原子構(gòu)成的 T種配位形式中有一種會(huì)較為穩(wěn)定，也是該 TMDCs 的主要存在形式，這高分辨透射電子顯微鏡的環(huán)型探頭暗場(chǎng)成像可以進(jìn)行區(qū)分（圖 1-3 所示，最近有研究表明，不同種類(lèi)的 TMDCs 的晶格可能具有一定的適配度可將它們連接起來(lái)制備特定的異質(zhì)結(jié)。

1-3 D6h(a)和 D3d(b)兩種配位形式的高分辨掃描透射電子顯微鏡照片ig. 1-3 Two-coordinate of D6hand D3dhigh-resolution scanning transmisselectron microscope photographsTMDCs材料獨(dú)特的成鍵方式和多樣結(jié)構(gòu)，使得這類(lèi)材料擁有[22]等方面的獨(dú)特性能[23-25]。從光電性能來(lái)講，不僅有絕緣體、導(dǎo)體及超導(dǎo)體材料，比如二維二硫化鉬、二硫化鎢和二半導(dǎo)體材料。并且，當(dāng) TMDCs 材料制成單層或少層的二維征性能的基礎(chǔ)上還會(huì)產(chǎn)生一些新的特性。中過(guò)渡金屬的配位環(huán)境及自身的 d 電子數(shù)目決定了 TMDCs H 與 T 相結(jié)構(gòu)的過(guò)渡金屬硫族化合物中，d 電子所處的非鍵軌道（σ*）與成鍵軌道（σ）之間。當(dāng)過(guò)渡金屬處于八面體型配料中時(shí)，過(guò)渡金屬中心將分裂為 dz2，x2–y2(eg)和 dyz，xz，xy(t2g)可以容納 d 軌道電子；當(dāng)過(guò)渡金屬處于三棱柱配位的 TMDC道則分裂成 dz2(a1)， dx2–y2，xy(e)和 dxz，yz(e )，并且會(huì)形成一個(gè)，這些不同的內(nèi)在電子結(jié)構(gòu)，決定了這些 TMDCs 材料多樣的

【參考文獻(xiàn)】：
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