過去十多年,二維材料因其優(yōu)異的性能被廣泛應(yīng)用于光電器件、新能源存儲和功能傳感等領(lǐng)域。而二維材料的大規(guī)模應(yīng)用離不開大面積、高質(zhì)量薄膜的可控制備。本論文主要圍繞大尺寸單晶WS2、MoS2、MoS2/WS2異質(zhì)結(jié)的可控制備這一問題,以化學(xué)氣相沉積法（CVD）為手段,制備了 WS2、MoS2、MoS2/WS2異質(zhì)結(jié)并研究了其摩擦性能。主要研究內(nèi)容包括以下三部分:第一,利用改進CVD法制備了單層或少層MoS2納米片。在熱力學(xué)計算的指導(dǎo)下,我們通過多溫區(qū)管式爐生長不同溫度的MoS2納米片,對反應(yīng)溫度和沉積溫度有了更精準(zhǔn)的掌控,研究了幾個重要參考溫度、反應(yīng)源的濃度、襯底到反應(yīng)源的距離、反應(yīng)時間、氬氣流速大小等生長因素對MoS2的影響。結(jié)果表明:溫度對MoS2的形貌、尺寸大小和結(jié)晶質(zhì)量有很大的影響,MoS2的尺寸隨溫度的升高而增大,當(dāng)溫度達到850℃時,MoS2轉(zhuǎn)化為多邊形;同時確定了最佳制備溫度為800℃,在該溫度下下制備的硫化鉬納米片尺寸可高達60μm;確定了MoO3為15mg、襯底到反應(yīng)源距離1-2cm、反應(yīng)時間15min、氬氣流速100sccm時制備出的三角形MoS2納米片結(jié)晶質(zhì)量高、厚度均勻... 

【文章頁數(shù)】：78 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 二維過渡金屬硫化物
        1.2.1 二維層狀過渡金屬硫化物簡介
        1.2.2 二維層狀鉬和鎢二硫族化合物的晶體結(jié)構(gòu)和能帶結(jié)構(gòu)
        1.2.3 二硫化鉬(鎢)的電子結(jié)構(gòu)
    1.3 超薄二維納米片的合成方法
        1.3.1 自上而下的制備方法
        1.3.2 自下而上的制備方法
    1.4 二維過渡金屬硫族化合物的應(yīng)用
        1.4.1 場效應(yīng)晶體管
        1.4.2 光電探測器
        1.4.3 柔性電子器件
    1.5 二維層狀材料的納米摩擦性能
    1.6 本文選題依據(jù)及主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料設(shè)備及表征技術(shù)
    2.1 實驗材料設(shè)備
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗設(shè)備
        2.1.3 CVD生長設(shè)備
    2.2 表征技術(shù)
        2.2.1 光學(xué)顯微鏡
        2.2.2 掃描電子顯微鏡
        2.2.3 拉曼光譜
        2.2.4 原子力顯微鏡
        2.2.5 光致發(fā)光光譜
第3章 MoS_2的熱力學(xué)計算及其CVD法制備
    3.1 制備MoS_2過程的熱力學(xué)計算
    3.2 CVD制備MoS_2的實驗流程
    3.3 樣品形貌表征
    3.4 生長條件對制備二硫化鉬的影響
        3.4.1 反應(yīng)溫度對MoS_2制備的影響
        3.4.2 反應(yīng)時間對MoS_2制備的影響
        3.4.3 反應(yīng)源濃度對MoS_2制備的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 鹵鹽助溶劑輔助CVD生長高質(zhì)量WS_2
    4.1 CVD制備WS_2的實驗流程
    4.2 生長條件對制備WS_2的影響
        4.2.1 NaCl對制備三角形WS_2的影響
        4.2.2 WO_3與NaCl混合比例對制備三角形WS_2的影響
        4.2.3 生長溫度對制備三角形WS_2的影響
        4.2.4 生長時間對制備三角形WS_2的影響
        4.2.5 基片離鎢源距離對制備三角形WS_2的影響
    4.3 WS2的表征
        4.3.1 三角形WS_2納米片的形貌表征
        4.3.2 三角形WS_2納米片的AFM表征
        4.3.3 三角形WS_2納米片的拉曼表征
    4.4 MoS_2/WS_2異質(zhì)結(jié)的CVD法制備
        4.4.1 樣品制備
        4.4.2 單層MoS_2/WS_2異質(zhì)結(jié)的表征
    4.5 本章小結(jié)
第5章 MoS_2、WS_2及MoS_2/WS_2的摩擦性能研究
    5.1 MoS_2、WS_2的AFM表征
    5.2 MoS_2、WS_2、MoS_2/WS_2的摩擦性能
        5.2.1 厚度對MoS_2、 WS_2、 MoS_2/WS_2摩擦力的影響
        5.2.2 掃描速度對MoS_2、WS_2摩擦力的影響
    5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
附錄A: 個人簡歷
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于原子力顯微鏡的懸臂梁微尖端器件應(yīng)用新進展[J]. 傅劍宇,陳大鵬,焦斌斌,歐毅,景玉鵬,董立軍,葉甜春.  電子工業(yè)專用設(shè)備. 2007(01)
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[3]STM和AFM的研制[J]. 夏國鑫,黃惠金,羅照康,李銘揚.  光學(xué)儀器. 1998(06)
[4]WS2納米材料的摩擦學(xué)性能研究[J]. 馬江虹,于月光,于旭光,曾克里,任先京.  納米科技. 2006 (05)



本文編號：3701384