二維FePS 3 的制備、性質(zhì)及其紫外光電器件研究
發(fā)布時間:2021-06-13 19:23
二維材料從石墨烯被發(fā)現(xiàn)開始受到廣泛研究。繼石墨烯、過渡金屬硫化物之后,磷系二維半導(dǎo)體材料包括黑磷、摻雜黑磷與合金、過渡金屬硫代亞磷酸鹽等,因?yàn)樨S富的能帶與新奇物化特性引起人們的關(guān)注。但是關(guān)于大尺寸、高質(zhì)量的多元磷系二維半導(dǎo)體的可控生長制備鮮有報道。此外,以FePS3為代表的新型二維過渡金屬硫代亞磷酸鹽的本征反鐵磁性、合適的寬禁帶能帶結(jié)構(gòu),對于我們探索新型二維磁電材料、深入理解和研究其紫外光電性能與器件方面的應(yīng)用有著不可忽視的價值;诖,本論文首先通過化學(xué)氣相輸運(yùn)(CVT)的方法合成了原子取代摻雜黑磷和FePS3等多元磷系二維半導(dǎo)體材料。對所合成出來的樣品,我們進(jìn)行了 Raman、XRD、XPS等物性、晶型和化學(xué)鍵的分析。TEM、EDS、HRTEM等進(jìn)一步的微結(jié)構(gòu)表征確定了所合成的材料的高結(jié)晶性和摻雜的均一性。本文中所介紹的合成方法對于后續(xù)深入發(fā)展和優(yōu)化多元磷系材料的量化可控制備奠定了基礎(chǔ)。其次進(jìn)行了 FePS3的系統(tǒng)磁性表征研究。對FePS3晶體的磁性測試證實(shí)FePS3在125 K左右有著反鐵磁性相變。通過機(jī)械剝離方法得到厚度為10-20 nm原子級厚度的FePS3納米片,制備了基于...
【文章來源】:湖北大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1[M]?MPTs的結(jié)構(gòu)示意圖
a?神4??{><。荆迹荆迹。荆迹蓿荆??爲(wèi)輪??圖1.1[M]?MPTs的結(jié)構(gòu)示意圖。(a)?MPTs中各個原子的位置。(b)?MPS??的堆疊結(jié)構(gòu)。(c)?MPSe的堆疊結(jié)構(gòu)??MPTs作為一種存著悠久研究歷史的新型?維材料|〖|丨近年來載新進(jìn)入人們的視野,??從19丨丨丨:紀(jì)末就山Friedel[151和Ferrand1161等人合成出來。后來地過高溫丨咐丨丨六成力?法[17]??也有報道。然而,高溫固札I方法反應(yīng)條件苛刻,反應(yīng)時間較長,所以人們幾發(fā)出了溶液??合成的方法[18]和低溫閩相合成的方法[19]。雖然解決了合成條件苛刻的M題,怛是其合成??產(chǎn)物的晶型及質(zhì)量都+如通過高溫固相合成得到的優(yōu)良。KitSChe[2()_?Tayl〇r[21^人通過??了現(xiàn)在常見的化學(xué)氣相輸運(yùn)(CVT)來進(jìn)行MPTs樣品的合成,通常用碘或者氯作為礦??化劑,成功的合成出樣品單晶;瘜W(xué)氣相輸運(yùn)方法,相比于高溫固相合成,其反應(yīng)條件??溫和,樣品產(chǎn)率高,是合成MPTs的優(yōu)良選擇。??MPTs再次吸引人們的注意,不僅是因?yàn)槠浼易弩w系相比于TMDCs在元素周期表??上涵蓋元素更多
?湖北大學(xué)碩士學(xué)位論文???器件的信噪比比較優(yōu)良。然而,器件需要在外加?xùn)艍合虏拍芄ぷ,這個目前是這種類型??紫外光電探測器的最大障礙。??金屬-絕緣層-半導(dǎo)體光電二極管(MIS):相比于肖特基光電二極管,器件比較特別??的地方在于在P層和n層之間加了一層絕緣層。通過使得器件工作在零偏壓或者反向偏??壓下器件的光暗電流比能達(dá)到最大,從而使得器件靈敏度提高。??場效應(yīng)晶體管光電探測器(FET):場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)的探測器應(yīng)用范圍同樣的十??分廣泛,其器件結(jié)構(gòu)也非常簡單。通常選用合適功函數(shù)的金屬電極來形成和材料的歐姆??接觸,通過測量器件的源漏電流的變化來實(shí)現(xiàn)紫外探測。同時,場效應(yīng)管可以工作在不??同柵壓范圍,因此,對于容易實(shí)現(xiàn)柵壓調(diào)控的低維度樣品更容易獲得新奇性能。??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]二維材料:結(jié)構(gòu)、制備與性能[J]. 朱宏偉,王敏. 硅酸鹽學(xué)報. 2017(08)
[2]紫外光電探測器的發(fā)展研究[J]. 賈輝,石璐珊,梁征,黃鑫. 江西科學(xué). 2017(02)
[3]類石墨烯結(jié)構(gòu)二維氮化硼材料:結(jié)構(gòu)特性、合成方法、性能及應(yīng)用[J]. 楊雅萍,李斌,張長瑞,高世濤,宋陽曦. 材料導(dǎo)報. 2016(11)
[4]氮化硼二維納米材料剝離制備技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 劉闖,張力,李平,陳永安,崔雯雯,張海林. 材料工程. 2016(03)
[5]六方氮化硼顆粒制備方法研究進(jìn)展[J]. 何冬青,梁嘉鳴,梁兵. 材料導(dǎo)報. 2015(09)
[6]自旋場效應(yīng)晶體管的原理和研究進(jìn)展[J]. 楊軍,蔣開明,葛傳楠,張俊男. 物理與工程. 2009(04)
[7]透射電子顯微學(xué)的新進(jìn)展Ⅰ透射電子顯微鏡及相關(guān)部件的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 李斗星. 電子顯微學(xué)報. 2004(03)
[8]層狀過渡金屬硫代亞磷酸鹽及其夾層化合物[J]. 陳興國,張萱,楊楚羅,秦金貴. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報. 2003(05)
[9]原子力顯微鏡及其在各個研究領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 劉延輝,王弘,孫大亮,王民,姚偉峰,楊雪娜. 科技導(dǎo)報. 2003(03)
本文編號:3228171
【文章來源】:湖北大學(xué)湖北省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1[M]?MPTs的結(jié)構(gòu)示意圖
a?神4??{><。荆迹荆迹。荆迹蓿荆??爲(wèi)輪??圖1.1[M]?MPTs的結(jié)構(gòu)示意圖。(a)?MPTs中各個原子的位置。(b)?MPS??的堆疊結(jié)構(gòu)。(c)?MPSe的堆疊結(jié)構(gòu)??MPTs作為一種存著悠久研究歷史的新型?維材料|〖|丨近年來載新進(jìn)入人們的視野,??從19丨丨丨:紀(jì)末就山Friedel[151和Ferrand1161等人合成出來。后來地過高溫丨咐丨丨六成力?法[17]??也有報道。然而,高溫固札I方法反應(yīng)條件苛刻,反應(yīng)時間較長,所以人們幾發(fā)出了溶液??合成的方法[18]和低溫閩相合成的方法[19]。雖然解決了合成條件苛刻的M題,怛是其合成??產(chǎn)物的晶型及質(zhì)量都+如通過高溫固相合成得到的優(yōu)良。KitSChe[2()_?Tayl〇r[21^人通過??了現(xiàn)在常見的化學(xué)氣相輸運(yùn)(CVT)來進(jìn)行MPTs樣品的合成,通常用碘或者氯作為礦??化劑,成功的合成出樣品單晶;瘜W(xué)氣相輸運(yùn)方法,相比于高溫固相合成,其反應(yīng)條件??溫和,樣品產(chǎn)率高,是合成MPTs的優(yōu)良選擇。??MPTs再次吸引人們的注意,不僅是因?yàn)槠浼易弩w系相比于TMDCs在元素周期表??上涵蓋元素更多
?湖北大學(xué)碩士學(xué)位論文???器件的信噪比比較優(yōu)良。然而,器件需要在外加?xùn)艍合虏拍芄ぷ,這個目前是這種類型??紫外光電探測器的最大障礙。??金屬-絕緣層-半導(dǎo)體光電二極管(MIS):相比于肖特基光電二極管,器件比較特別??的地方在于在P層和n層之間加了一層絕緣層。通過使得器件工作在零偏壓或者反向偏??壓下器件的光暗電流比能達(dá)到最大,從而使得器件靈敏度提高。??場效應(yīng)晶體管光電探測器(FET):場效應(yīng)晶體管結(jié)構(gòu)的探測器應(yīng)用范圍同樣的十??分廣泛,其器件結(jié)構(gòu)也非常簡單。通常選用合適功函數(shù)的金屬電極來形成和材料的歐姆??接觸,通過測量器件的源漏電流的變化來實(shí)現(xiàn)紫外探測。同時,場效應(yīng)管可以工作在不??同柵壓范圍,因此,對于容易實(shí)現(xiàn)柵壓調(diào)控的低維度樣品更容易獲得新奇性能。??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]二維材料:結(jié)構(gòu)、制備與性能[J]. 朱宏偉,王敏. 硅酸鹽學(xué)報. 2017(08)
[2]紫外光電探測器的發(fā)展研究[J]. 賈輝,石璐珊,梁征,黃鑫. 江西科學(xué). 2017(02)
[3]類石墨烯結(jié)構(gòu)二維氮化硼材料:結(jié)構(gòu)特性、合成方法、性能及應(yīng)用[J]. 楊雅萍,李斌,張長瑞,高世濤,宋陽曦. 材料導(dǎo)報. 2016(11)
[4]氮化硼二維納米材料剝離制備技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 劉闖,張力,李平,陳永安,崔雯雯,張海林. 材料工程. 2016(03)
[5]六方氮化硼顆粒制備方法研究進(jìn)展[J]. 何冬青,梁嘉鳴,梁兵. 材料導(dǎo)報. 2015(09)
[6]自旋場效應(yīng)晶體管的原理和研究進(jìn)展[J]. 楊軍,蔣開明,葛傳楠,張俊男. 物理與工程. 2009(04)
[7]透射電子顯微學(xué)的新進(jìn)展Ⅰ透射電子顯微鏡及相關(guān)部件的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 李斗星. 電子顯微學(xué)報. 2004(03)
[8]層狀過渡金屬硫代亞磷酸鹽及其夾層化合物[J]. 陳興國,張萱,楊楚羅,秦金貴. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報. 2003(05)
[9]原子力顯微鏡及其在各個研究領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 劉延輝,王弘,孫大亮,王民,姚偉峰,楊雪娜. 科技導(dǎo)報. 2003(03)
本文編號:3228171
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