本文關(guān)鍵詞： 層狀材料 MoS2 MoSe2 異質(zhì)結(jié) 光電探測(cè)器　出處：《蘇州大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：二維層狀過渡金屬硫?qū)倩衔镉捎诰哂蓄愂┑奶厥饨Y(jié)構(gòu),因此擁有很多優(yōu)異的機(jī)械、光學(xué)和電學(xué)性能。其中典型的MoS2、MoSe2等已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于光催化制氫、鋰離子電池、場(chǎng)效應(yīng)晶體管及光電探測(cè)器等領(lǐng)域。近年來,雖然關(guān)于此類材料的研究取得了很大進(jìn)展,但還存在一些問題需要解決:首先,二維層狀過渡金屬硫?qū)倩衔锏拇竺娣e生長技術(shù)還不成熟,即使厘米級(jí)別的生長也不容易實(shí)現(xiàn)。另外,目前報(bào)道的基于MoS2、MoSe2等光電探測(cè)器雖然有了較強(qiáng)的光電響應(yīng),但靈敏度和響應(yīng)速度不高,嚴(yán)重影響了該類光電探測(cè)器的實(shí)際應(yīng)用。因此,如何實(shí)現(xiàn)二維層狀過渡金屬硫?qū)倩衔锏拇竺娣e可控制備及提高基于該類材料的光電探測(cè)器的性能具有重要意義。在本論文中我們制備了垂直站立于襯底表面的MoS2和MoSe2的薄膜。并通過特殊的器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),制備了基于該類薄膜的高性能光電探測(cè)器。主要研究內(nèi)容如下:(1)利用磁控濺射技術(shù)直接在Si襯底上生長了二維層狀的MoS2和MoSe2薄膜,并通過高溫退火的方法提高了薄膜的結(jié)晶性。該種方法可實(shí)現(xiàn)薄膜的大面積制備,且制備過程方便、可控。此外,使用該種方法制備的薄膜具有垂直于襯底站立的特殊結(jié)構(gòu)。(2)制備了Si/MoS2異質(zhì)結(jié)光電探測(cè)器。該光電探測(cè)器具有可見光到近紅外的超寬響應(yīng)范圍,高達(dá)約1013 cmHz1/2W-1的探測(cè)度和約3μs的響應(yīng)速度,這兩項(xiàng)性能參數(shù)都是目前報(bào)道的基于MoS2光電探測(cè)器的最高數(shù)值。此外,該光電探測(cè)器還顯示了良好的穩(wěn)定性。(3)制備了以石墨烯作為透明電極的Si/MoSe2異質(zhì)結(jié)光電探測(cè)器。石墨烯的加入,既提高了載流子的收集效率,又使得載流子能夠更快的從MoSe2薄膜傳輸?shù)诫姌O上,極大地提高了該異質(zhì)結(jié)光電探測(cè)器的性能。該光電探測(cè)器能夠檢測(cè)頻率為1 MHz的脈沖光,響應(yīng)時(shí)間高達(dá)約270 ns,遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過了其他同類光電探測(cè)器。
[Abstract]:Two dimensional layered transition metal chalcogenides is due to the special structure of graphene, so have a lot of excellent mechanical, optical and electrical properties. The typical MoS2, MoSe2 has been widely used in photocatalytic hydrogen production, lithium ion battery, field effect transistor and photodetector and other fields. In recent years, despite the progress of studies on this material, but there are still some problems to be solved: first, a large area of two-dimensional layered transition metal chalcogenide compound growth technology is not mature, even cm level growth is not easy to achieve. In addition, based on the reported MoS2, MoSe2 photoelectric detector although there has been strong photoelectric response but the sensitivity and response speed is not high, seriously affect the practical application of this kind of photoelectric detector. Therefore, how to achieve a large area of controllable two-dimensional layered transition metal chalcogenides Has an important significance in preparation and improve the performance of the photoelectric detector based on materials. In this paper we prepared films stand upright in the surface of the substrate of MoS2 and MoSe2 were prepared by the device. And the special structural design, preparation of high performance photoelectric detector based on this kind of films. The main contents are as follows: (1) directly grown on Si substrates MoS2 and MoSe2 two-dimensional layered thin film by magnetron sputtering, and the crystallinity of the films was improved by high temperature annealing method. The method can realize the large area thin film preparation, and the preparation process is convenient and controllable. In addition, the use of the thin films prepared by different methods with a special structure standing perpendicular to the substrate. (2) preparation of photoelectric detector Si/MoS2 heterojunction. The photoelectric detector with visible light to near infrared ultra wide response range, detection and up to about 1013 cmHz1/2W-1 3 s. This should speed, two performance parameters are reported the highest number of MoS2 photoelectric detector based on photoelectric detector. In addition, this also shows good stability. (3) was prepared by using graphene as a photoelectric detector of the transparent electrode of Si/MoSe2 heterojunction. The addition of graphene, both to improve the collection efficiency of the carrier again, the carrier can quickly from the MoSe2 film transmission to the electrode, greatly improves the performance of photoelectric detector of the heterojunction. The photoelectric detector can detect light pulse frequency is 1 MHz, the response time of up to about 270 ns, far more than other similar detectors.

【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN15;O613.51

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本文編號(hào)：1554769