近幾年來新型二維(2D)材料和基于此類二維材料的異質(zhì)結(jié)的研究一直在快速發(fā)展。在研究這些新材料的同時(shí)新型異質(zhì)結(jié)器件也開始出現(xiàn),例如隧道晶體管、諧振隧道二極管和發(fā)光二極管。這些器件由各種2D晶體組成,利用這些二維材料的物理特性可以實(shí)現(xiàn)其它常規(guī)半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)無法實(shí)現(xiàn)的功能。層間耦合是研究少數(shù)層二維材料電子結(jié)構(gòu),可調(diào)帶隙,量子霍爾相等物理特性的關(guān)鍵因素。此外,二維材料中的各種缺陷,會對材料的電學(xué)、磁學(xué)和量子輸運(yùn)性能產(chǎn)生很大影響。本文將選擇幾種典型的二維材料體系:二類外爾半金屬(過渡金屬硫族化合物)WTe2、拓?fù)涔?jié)線半金屬ZrSiTe、Graphene/MoS2異質(zhì)結(jié)作為研究對象,主要結(jié)合拉曼光譜表征方法,對其層間作用力和原子尺度缺陷等物理性質(zhì)進(jìn)行研究。在第三章中,我們通過結(jié)合拉曼散射和密度泛函理論(DFT)計(jì)算對少數(shù)層WTe2薄膜進(jìn)行了全面系統(tǒng)的研究。當(dāng)WTe2厚度從雙層減小到單層時(shí),我們觀察到了對應(yīng)于非中心對稱到中心對稱結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的拉曼光譜特征。此外,我們發(fā)現(xiàn)偏振拉曼散射對WTe2薄膜的厚度具有明顯的角度依賴性。DFT計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合,從而驗(yàn)證了 1L至4L樣品在75-95 cm-1之間存在A...

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 二維層狀材料簡介
    1.2 層狀過渡金屬硫族化合物簡介
        1.2.1 二維過渡金屬硫族化合物的發(fā)展
        1.2.2 二維過渡金屬硫族化合物的應(yīng)用
    1.3 拓?fù)浒虢饘俸喗?br>        1.3.1 Dirac半金屬
        1.3.2 Weyl半金屬
        1.3.3 拓?fù)涔?jié)線半金屬
    1.4 低維材料范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)構(gòu)介紹
        1.4.1 范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)的簡介
        1.4.2 范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)的物理特性
        1.4.3 范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)器件應(yīng)用
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第二章 微納器件的制備方法及表征技術(shù)
    2.1 微納器件的制備
        2.1.1 二維材料的制備方法
        2.1.2 異質(zhì)結(jié)的制備
    2.2 微納器件的表征
        2.2.1 光學(xué)顯微鏡
        2.2.2 原子力顯微鏡和掃描隧道顯微鏡
        2.2.3 拉曼光譜
        2.2.4 光致發(fā)光光譜
    2.3 本章小結(jié)
第三章 少數(shù)層Weyl半金屬WTe₂的拉曼研究
    3.1 WTe₂的研究背景
    3.2 WTe₂的薄膜制備及表征
        3.2.1 微機(jī)械解離制備WTe₂薄膜
        3.2.2 WTe₂厚度的表征方法
    3.3 WTe₂拉曼結(jié)果與討論
        3.3.1 拉曼振動模式與WTe₂層數(shù)的依賴關(guān)系
        3.3.2 偏振拉曼研究WTe₂的高度定向?qū)娱g相互作用力
        3.3.3 少數(shù)層WTe₂的拉曼強(qiáng)度Mapping
    3.4 本章小結(jié)
第四章 二維半金屬ZrSiTe中原子點(diǎn)缺陷協(xié)助的隱藏聲子模式的拉曼檢測
    4.1 ZrSiTe的研究背景
    4.2 ZrSiTe的薄膜制備方法及表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 拉曼振動模式與ZrSiTe層數(shù)的依賴關(guān)系
        4.3.2 掃描隧道顯微鏡(STM)研究ZrSiTe表面點(diǎn)缺陷
        4.3.3 密度泛函數(shù)擾動理論(DFPT)研究ZrSiTe點(diǎn)缺陷引起的晶格振動模式
        4.3.4 XPS研究ZrSiTe的降解
        4.3.5 單層和雙層ZrSiTe的拉曼光譜對溫度的依賴性
    4.4 本章小結(jié)
第五章 Graphene/MoS2異質(zhì)結(jié)的層間相互作用
    5.1 研究背景
    5.2 Graphene/MoS₂異質(zhì)結(jié)的制備
    5.3 Graphene/MoS₂異質(zhì)結(jié)的層間相互作用
        5.3.1 Graphene/MoS₂異質(zhì)結(jié)的拉曼光譜
        5.3.2 Graphene/MoS₂異質(zhì)結(jié)的光致發(fā)光光譜
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)及展望
    6.1 全文工作總結(jié)
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 攻讀博士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號：3766069