二維材料已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用,其中過渡金屬硫化物由于其層間較弱的范德華力、層內(nèi)較強(qiáng)的共價(jià)鍵,通過微機(jī)械剝離法可以獲得過渡金屬硫化物單分子層或多層薄膜。因其具有帶隙寬度層數(shù)依賴、強(qiáng)光致發(fā)光和自旋-能谷耦合特性等優(yōu)勢而有望廣泛的應(yīng)用于光電領(lǐng)域。要利用它的優(yōu)異特性實(shí)現(xiàn)應(yīng)用,必然涉及到對(duì)其光電性質(zhì)的調(diào)控,其中一種調(diào)控方式為引入電場。然而,前人的工作中引入調(diào)控電場的方向多為垂直于薄膜平面,有關(guān)橫向電場的調(diào)控還鮮有報(bào)道,而電場方向在調(diào)控過程中對(duì)于厚度為納米級(jí)的單分子薄膜有極大影響。基于以上背景,本論文開展了電學(xué)方法調(diào)控WS₂單分子薄膜光致發(fā)光性質(zhì)的研究工作。本文將微機(jī)械剝離法制備的WS₂單層分子薄膜通過干法轉(zhuǎn)移至微周期電極結(jié)構(gòu)上,研究其光致發(fā)光信號(hào)在施加不同電壓情況下的變化。主要的研究結(jié)果如下:1、將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與仿真計(jì)算結(jié)合,證明了30μm和10μm尺寸的電極結(jié)構(gòu)與單分子層WS₂薄膜組裝后,原來的電場分布會(huì)發(fā)生改變。單層WS₂受到的電場作用會(huì)依賴于這兩者的相對(duì)空間位置,和正負(fù)電極的取向。最終,單分子薄膜的熒光信...

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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圖1.2(a)CVD合成WS2薄膜裝置示意圖(b)單層WS2薄膜光學(xué)顯微鏡照片

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文3傳統(tǒng)工藝能制備多種材料的薄膜，但直到Li等人報(bào)道在1000°C的甲烷流動(dòng)下，通過CVD能在銅箔上合成大面積單層石墨烯之后才被廣泛應(yīng)用于二維材料合成[20]。其優(yōu)勢在于可以在絕緣襯底上合成面積大厚度均勻結(jié)晶度好的薄膜，易于量產(chǎn)，缺點(diǎn)是在沉積時(shí)可能生成復(fù)雜的....

圖1.3(a)CVD合成的單層WS2的熒光光譜和(b)拉曼光譜

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文4光致發(fā)光（Photoluminescence，PL）是眾多發(fā)光形式中極為重要的一種，是材料被激光激發(fā)，吸收光子，繼而馳豫，最后輻射新光子的過程。光致發(fā)光過程中激光能量需大于材料帶隙，具體是一個(gè)光子被吸收后導(dǎo)帶和價(jià)帶中分別形成電子和空穴，兩者重組發(fā)射光子。....

圖1.4(a)單層WS2的光學(xué)顯微鏡圖像和(b)AFM圖像(c)沿指示綠線路徑的AFM高度輪廓(d)T=300K，體WS2（紅線）和單層WS2（黑色虛線）的拉曼光譜，插圖展示的是不同位置發(fā)生的應(yīng)變引起單層的拉曼位移

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文51928年印度物理學(xué)家C.V.Raman發(fā)現(xiàn)了拉曼散射，于是以拉曼散射為原理的拉曼光譜（Raman）表征技術(shù)成為了材料分析的重要基礎(chǔ)手段。原理拉曼散射是分子對(duì)光子的非彈性散射，該技術(shù)具有快速靈敏度高無需接觸的優(yōu)勢。拉曼光譜中包含拉曼峰強(qiáng)、峰位以及峰寬三種....

圖1.5計(jì)算得出的單層五層（a）eWS2的能帶結(jié)構(gòu),參考零能級(jí)設(shè)置在價(jià)帶最高點(diǎn)K（d）

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文61.2.2能帶結(jié)構(gòu)與發(fā)光性能部分TMDC材料減薄至單層或少層時(shí)，其能帶結(jié)構(gòu)和禁帶寬度也會(huì)改變。例如體材料WS2是間接帶隙半導(dǎo)體，逐漸減薄為二維薄膜時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯訋�。如圖1.5，密度泛函理論計(jì)算的WS2薄膜的能帶結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)與計(jì)算相吻合。布里淵區(qū)中心區(qū)域的價(jià)....

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