作為一種新型的異質結,范德華異質結由兩種及以上二維材料構筑而成,層間由范德華力結合。通過選擇合適的二維材料以及優(yōu)化界面處能帶排列,范德華異質結器件呈現(xiàn)出新穎的物理特性,在電子與光電器件領域具有很好的應用前景�；诙S材料的高性能紅外探測器在民用與航天領域具有非常重要的應用前景。近年來,二維材料紅外探測器主要集中于窄帶隙半導體,如黑磷、AsP等,并取得了較大進展。但是,考慮到黑磷、AsP的不穩(wěn)定性,其在紅外探測器方面的應用受到限制。GeAs是一種新型的p型二維窄帶隙半導體（0.6 eV）,其具有優(yōu)異的化學穩(wěn)定性、較高的載流子遷移率,且對紅外光有著很快地響應,使得其紅外探測器領域具有潛在的應用。但是,由于GeAs暗電流較高,導致其近紅外探測器性能指標,如比檢測率,相對較低。本文通過構筑基于GeAs的范德華異質結器件來降低其暗電流,進一步提高其紅外光探測性能。本文研究了基于新型二維窄帶隙半導體GeAs異質結器件的電學與光電性質。首先,構筑了GeAs、MoS₂、F₁₆CuPc場效應晶體管器件,并測量了器件性能,GeAs載流子遷移率可達18cm

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

MoS2/GeAs以及MoS2/F16CuPc異質結器件示意圖

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文3圖1-2兩個主要相為1:2(金屬:硫)比例的過渡金屬硫族化合物(a)H相；(b)T相[3]所有的過渡金屬硫族化合物都可以由它們的元素在金屬與硫的直接反應中以粉末的形式合成[4]。該方法可簡單地按比例進行合成，可合成到百克級，因此適用于用類似方法大規(guī)模制備純單相過渡金屬雙鹵金屬，其中需要注意低溫預反應是必不可少的，特別是對于大規(guī)模合成過渡金屬二硫化物，以避免不受控制的劇烈反應。由于其固有的二維特性和自旋軌道耦合特性，引入了金屬-絕緣體轉換、能量谷電子學和電荷密度波(CDW)、以及非常規(guī)超導等新物理性質的出現(xiàn)，使這些材料成為研究熱點，這使過渡金屬硫族化合物成為了另一個研究低維量子物理比較理想的方式。圖1-3TMDs中各相的原子結構示意圖（a）五種相結構中的鍵合球棍模型；（b）1H和1T相自旋軌道耦合產(chǎn)生的d軌道[5]

渡金屬硫族化合物典型代表，具有十分優(yōu)秀的力學性能，并且在光電領域也有著廣泛的應用。2H-MoS2是一種吸電子的半導體[6]，1T-MoS2具有金屬性，并且許多方面的具有十分巨大的潛力[7]，以及3R-MoS2是一種非中心對稱的半導體，在非線性光學方面具有特定的優(yōu)勢[8]。TMDs的相位控制可以改變其特有的性質。在光電性能方面，塊狀MoS2是一種間接帶隙半導體，但是單層MoS2具有1.8eV左右的直接帶隙[9]，因而被廣泛關注，并且吸收和發(fā)射的波段均為可見光波段，具有強的自旋軌道耦合，可應用于場效應晶體管、光電晶體管的方面。圖1-4單層MoS2與其他電子、光電應用材料的性能比較（a）場效應遷移率隨電流開關比變化的函數(shù)；（b）場效應遷移率隨電子帶隙變化的函數(shù)[6]

【參考文獻】：
期刊論文
[1]石墨烯:單原子層二維碳晶體——2010年諾貝爾物理學獎簡介[J]. 朱宏偉.  自然雜志. 2010(06)



本文編號：3101992