【摘要】：二維過(guò)渡金屬硫化物(TMDs)作為一種新興的二維材料,其不同尋常的結(jié)構(gòu)特征和理想的光電性質(zhì)取得了研究人員的廣泛關(guān)注。本論文用二硒化鉬(MoSe2)、二硫化鉬(MoS2)、二硫化錸(ReS2)三種過(guò)渡金屬硫化物作為研究對(duì)象,首先就少層二硫化鉬和二硒化鉬兩種二維材料的基本性質(zhì)和制備方法進(jìn)行討論,并且利用超聲輔助液相剝離方法(UALPE)成功剝離得到了納米厚度的MoSe2和MoS2,進(jìn)行了樣品形貌和拉曼散射、吸收光譜的分析研究。為了將二維材料應(yīng)用到脈沖激光器中,本文將兩種納米片分散液通過(guò)旋涂轉(zhuǎn)移到玻璃基板上,利用Z掃描研究了其可飽和吸收性能,最后將其作為可飽和吸收體插入到全固態(tài)1微米激光器中,實(shí)現(xiàn)了脈沖激光器的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。此外,本論文還對(duì)二維材料/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)進(jìn)行了討論,以二硫化錸/砷化鎵(ReS2/GaAs)為研究對(duì)象,系統(tǒng)研究了其可控制備和光學(xué)性能,然后將其作為可飽和吸收體應(yīng)用于全固態(tài)1微米固體激光器中。本論文具體工作內(nèi)容如下:1.首先調(diào)研了國(guó)內(nèi)外二維材料的研究現(xiàn)狀和趨勢(shì),介紹了論文中出現(xiàn)的三種二維材料(MoSe2、MoS2和ReS2)的基本性質(zhì)和應(yīng)用價(jià)值,以及二維材料/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的研究進(jìn)展。最后介紹了二維材料的常用制備方法和表征手段。2.利用超聲輔助液相剝離方法制備了少層二硒化鉬和二硫化鉬,并通過(guò)拉曼光譜、透射電子顯微鏡(TEM)、線性吸收光譜分析了兩種二維材料的表面形貌和厚度信息,通過(guò)Z掃描方法探究了兩種二維材料在1微米波段的可飽和吸收性質(zhì)。3.將制備得到的MoSe2和MoS2兩種二維材料作為可飽和吸收體插入搭建的Nd:GdVO4全固態(tài)激光器中,獲得了穩(wěn)定的調(diào)Q激光脈沖序列。當(dāng)使用MoS2作為調(diào)制器時(shí),增加泵浦功率可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的調(diào)Q運(yùn)轉(zhuǎn),并且最短脈寬可達(dá)到261ns、最高脈沖重復(fù)頻率可達(dá)到362kHz、最大峰值功率和單脈沖能量分別為1.27W和0.33μJ;當(dāng)使用MoSe2作為可飽和吸收體時(shí),可實(shí)現(xiàn)217.5ns的最短脈沖寬度、487.5kHz的最高重復(fù)頻率、1.65W的峰值功率以及0.36μJ的脈沖能量的調(diào)Q運(yùn)轉(zhuǎn)。最后還對(duì)這兩種二維材料的可飽和吸收能力進(jìn)行了對(duì)比分析。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果都證實(shí)了二維過(guò)渡金屬硫化物作為調(diào)Q調(diào)制器的潛質(zhì)。4.實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)ReS2/GaAs的制備并將其用作可飽和吸收體實(shí)現(xiàn)了 1微米固體激光器的調(diào)Q運(yùn)轉(zhuǎn),將ReS2/GaAs的調(diào)Q性能和單純的GaAs調(diào)Q性能進(jìn)行了對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)這種異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)能夠有效縮短脈沖寬度,獲得更大的脈沖能量和峰值功率。
【圖文】：

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文逡逑收。除此之外，也有帶隙值不隨著層數(shù)改變的二維過(guò)渡金屬硫化物，錸，這類二維材料可以用來(lái)研究單層二維材料的某些特性。ＴＭＤｓ良性特性在構(gòu)筑高質(zhì)量光電器件領(lǐng)域也顯示了巨大的潛力。還可以和其結(jié)合制備異質(zhì)結(jié)，并且較少存在晶格失配現(xiàn)象１６：１。逡逑

學(xué)非線性特性在構(gòu)筑高質(zhì)量光電器件領(lǐng)域也顯示了巨大的潛力。還可以和其他二逡逑維材料結(jié)合制備異質(zhì)結(jié)，并且較少存在晶格失配現(xiàn)象１６：１。逡逑圖１．１過(guò)渡金屬硫化物的結(jié)構(gòu)逡逑１．２新型二維材料研究進(jìn)展逡逑石墨烯最引人注目的特性之一是其前所未有的電子特性，在其內(nèi)在特性的基逡逑礎(chǔ)研宄和光電器件的應(yīng)用方面具有巨大潛力。石墨烯具有獨(dú)特的二維結(jié)構(gòu)特征和逡逑電子能帶結(jié)構(gòu)，它的電子和空穴與狄拉克方程中所涉及的相對(duì)論粒子極其相像，逡逑通常情況下，也等同于零質(zhì)量的狄拉克費(fèi)米子ｍ。獨(dú)特的能帶結(jié)構(gòu)奠定了石墨烯逡逑在凝聚態(tài)物理研宄中的重要地位，在相對(duì)論效應(yīng)研宄、量子霍爾效應(yīng)研宄和克萊逡逑因悖論研宄中都有重要的貢獻(xiàn)。然而當(dāng)石墨烯的厚度為多層時(shí)，這種獨(dú)特的電子逡逑結(jié)構(gòu)就會(huì)消失。另一個(gè)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)是石墨烯允許電子傳播幾微米而沒有任何散射，逡逑這個(gè)特性決定了石墨烯自身超高的電荷載流子遷移率和理想的導(dǎo)電性。然而令人逡逑遺憾的是，石墨烯沒有帶隙，，這使其不能成為高性能低功耗數(shù)字晶體管的理想材逡逑料。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN248;TB383.1

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本文編號(hào)：2700739