二維層狀半導體因其獨特的晶體結構和能帶結構,擁有優(yōu)異的光學、電學、催化等性能,在光電子、微電子、電/光催化等領域有廣闊的應用前景,成為當前材料、物理等學科的國際研究前沿及熱點。目前,新型二維層狀半導體的可控制備、新穎效應及功能器件的研究,才剛剛起步。本論文以石墨烯、三氧化鉬、二硫族金屬化合物等二維層狀半導體為研究對象,首先研究其生長機制及可控制備工藝,然后系統(tǒng)研究其電學、光學、光電響應特性及其光催化、電催化效應。主要研究內容與結果如下:1.提出了一種超快的微波輔助規(guī)�；苽涞獡诫s石墨烯量子點(NGQDs)的新方法,并研究了其光學特性。研究表明:在常溫常壓下,以葡萄糖溶液為原料,氨水同時作為氮摻雜源及催化劑,微波提供快速供能,可一步實現(xiàn)NGQDs的超快速(小于1分鐘)、規(guī)模化合成;NGQDs的氮摻雜含量約為4.1%,僅以吡啶氮和吡咯氮存在,厚度為1³個原子層,尺寸約5 nm;量子點在水溶液均勻分散,具有優(yōu)異的光致發(fā)光現(xiàn)象,在紫外光輻照時發(fā)出明亮的藍色熒光,具有6.42%的熒光量子產(chǎn)率。2.采用物理氣相沉積法,實現(xiàn)了厘米級α-MoO₃單晶的可控制...

【文章頁數(shù)】：185 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 二維層狀半導體的結構與性質
        1.2.1 二維層狀半導體的結構
        1.2.2 二維層狀半導體的性質
    1.3 二維層狀半導體的制備
        1.3.1 微機械剝離法
        1.3.2 液相超聲剝離法
        1.3.3 物理氣相沉積法
        1.3.4 化學氣相沉積法
    1.4 二維層狀半導體的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 石墨烯量子點的研究進展
        1.4.2 過渡金屬氧化物的研究進展
        1.4.3 過渡金屬二硫族化合物的研究進展
    1.5 本論文的選題依據(jù)和研究內容
第二章 實驗技術及原理
    2.1 二維層狀半導體的制備
    2.2 二維層狀半導體的表征
        2.2.1 光學顯微鏡
        2.2.2 掃描電子顯微鏡
        2.2.3 透射電子顯微鏡
        2.2.4 原子力顯微鏡
        2.2.5 拉曼光譜
        2.2.6 X射線衍射譜
        2.2.7 X射線光電子能譜
        2.2.8 能量色散譜
    2.3 二維層狀半導體的性能測試
        2.3.1 光學性能測試
        2.3.2 光催化性能測試
        2.3.3 光電性能測試
        2.3.4 電催化性能測試
第三章 石墨烯量子點的制備及性能研究
    3.1 氮摻雜石墨烯量子點的制備
    3.2 氮摻雜石墨烯量子點的表征
    3.3 氮摻雜石墨烯量子點的光學特性
    3.4 本章小結
第四章 α相三氧化鉬的制備及性能研究
    4.1 厘米級α相三氧化鉬單晶的制備及性能研究
        4.1.1 α相三氧化鉬單晶的PVD制備研究
        4.1.2 α相三氧化鉬單晶的拉曼各向異性研究
        4.1.3 α相三氧化鉬單晶的光電性能
    4.2 α相三氧化鉬納米片的制備及性能研究
        4.2.1 α相三氧化鉬納米片的微機械剝離法制備
        4.2.2 α相三氧化鉬納米片的電學性能
        4.2.3 α相三氧化鉬納米片的液相超聲剝離法制備
        4.2.4 α相三氧化鉬納米片的光催化性能
    4.3 本章小結
第五章 單層二硫/硒化鉬的CVD生長及性能研究
    5.1 二硫/硒化鉬疇的CVD生長及光學特性研究
        5.1.1 單層二硫/硒化鉬疇的CVD生長研究
        5.1.2 二硫/硒化鉬疇的光學特性
    5.2 二硒化鉬薄膜的CVD生長及電催化性能研究
        5.2.1 單層二硒化鉬薄膜的CVD生長
        5.2.2 單層二硒化鉬薄膜/疇的電催化性能
    5.3 本章小結
第六章 垂直二硒化鉬的CVD生長及性能研究
    6.1 垂直二硒化鉬的CVD生長研究
        6.1.1 未引入PTAS時二硒化鉬的生長情況
        6.1.2 引入PTAS時二硒化鉬的生長情況
    6.2 垂直二硒化鉬的電催化性能
    6.3 垂直二硒化鉬/碳納米管層復合材料的電催化性能
    6.4 本章小結
第七章 垂直二硫化鉿的CVD生長及性能研究
    7.1 垂直二硫化鉿的CVD生長
    7.2 垂直二硫化鉿的生長機制研究
    7.3 垂直二硫化鉿的生長拓展
    7.4 垂直二硫化鉿的光電性能
    7.5 本章小結
第八章 全文總結與展望
    8.1 全文總結
    8.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
攻讀博士學位期間取得的成果



本文編號：3770509