二維層狀半導(dǎo)體材料具有獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)和量子尺寸效應(yīng),在能源、微電子、光學(xué)及光電子器件等領(lǐng)域受到廣泛的關(guān)注。其中,Ⅳ-ⅥA族二維層狀材料也因?yàn)槌杀镜�、元素豐富及對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),近幾年迅速成為科研工作者們研究的熱點(diǎn)。與此同時(shí),Ⅳ-ⅥA族二維材料還具有豐富的層狀晶體結(jié)構(gòu)和新穎的物理性質(zhì),并且在光學(xué)和光電子學(xué)器件中展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。然而,與目前主流的過(guò)渡金屬硫族化合物相比,Ⅳ-ⅥA族二維材料在各個(gè)方向的研究工作均處于初始階段,研究相對(duì)較少。本文主要針對(duì)單晶硫化鍺和硒化鍺二維材料制備、層數(shù)減薄、光學(xué)測(cè)試及電學(xué)表征進(jìn)行研究工作。首先,概括綜述了石墨烯、過(guò)渡金屬硫族化合物以及黑磷等幾種常見(jiàn)的二維材料研究工作。其次,總結(jié)了一下Ⅳ-ⅥA族二維材料近幾年的研究現(xiàn)狀;分別介紹了幾種Ⅳ-ⅥA族二維材料的晶體結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)以及這些材料在場(chǎng)效應(yīng)晶體管和光電探測(cè)方面的進(jìn)展和多種器件制備前景。最后,簡(jiǎn)單概括了本文的研究工作的內(nèi)容、目的以及意義。接下來(lái),介紹了本文所使用到的幾種常用設(shè)備儀器及其原理。第三章中,介紹了利用激光減薄技術(shù),將機(jī)械剝離獲得的高質(zhì)量單晶二維硒化鍺材料進(jìn)行減薄處理;成功的獲得了單層的二維硒化鍺... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?（ａ）石墨烯的晶體結(jié)構(gòu)示意圖；（ｂ）石墨烯的三維能帶結(jié)構(gòu)??

帶隙半導(dǎo)體（￣ｌ．ｌｅＶ）的塊體二硫化鉬結(jié)構(gòu)，隨層??數(shù)的減少，帶隙結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，直到出現(xiàn)單層直接帶隙二硫化鉬（？１．８?ｅＶ）［６０－６３］。??獨(dú)特的電子能帶結(jié)構(gòu)在低功耗電子器件［６４－６６］、場(chǎng)效應(yīng)晶體管［６７－７２］、自旋電子??＃??飄｜?２．二＾?／?．；?：?＾?＼／＼?０?Ｖ?■??Ｉｒ－ｉｉ?＾??ｆ?Ｓ?Ｍ?ｒ?ｍ?ｋ?「ｒ?ｍ?ｋ?ｒ?ｒ?ｍ?ｋ?「ｒ?ｍ?ｋ?廠??５５０?９００?６５０??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?Ａ（ｎｍ）?＾?ｋ?，?Ｈ??圖１－２?（ａ）單層二硫化鉬蜂窩晶格結(jié)構(gòu)；（ｂ）從左到右分別是計(jì)算的塊材、四層、雙層和單層二硫化鉬的能帶??結(jié)構(gòu)。固體箭頭表示最低的能量躍遷。（ｃ）用拉曼強(qiáng)度歸一化的不同層數(shù)二硫化鉬的光致發(fā)光光譜。［６０］??器件［７３－７４］、光電探測(cè)器件［７５－７９］以及低頻功率器件［８０］等領(lǐng)域都具有可觀的應(yīng)用??２??

ｓｉｓｔｏｒｓ，ＦＥＴｓ）的電子遷移率??在室溫下能夠達(dá)ａｏｏｃｎ＾ｖＹ１，開(kāi)關(guān)比可達(dá)￣１０８。??１．１．３?黑鱗（ＢＰ，?Ｂｌａｃｋ?Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｎｅ）??黑磷（Ｂｌａｃｋ?Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｎｅ，ＢＰ）是一種除石墨稀以外的僅由單一元素二維半??導(dǎo)體材料。磷原子在平面內(nèi)以共價(jià)鍵的形式形成面內(nèi)原子層，微弱的范德華力將??層與層之間結(jié)合起來(lái)［８１］。黑磷面內(nèi)磷原子有五個(gè)價(jià)電子（３ｓ２３ｐ３），每個(gè)磷原子與??鄰近的三個(gè)磷原子之間通過(guò)ｓｐ３雜化形成褶皺的晶格結(jié)構(gòu)［８２－８５］，如圖１－３?（ａ）所??／?ｆ?４?＼?Ｈ??？?－３００?－丨?１?，?Ｘ???．［?〇???（Ａ）??－１００?－ＳＯ?－６０?－４０?－２０?〇?２０?４０?６０?８０?１００??＾?－?ｒ?Ｇａｔｅ?ｖｏｌｔａｇｅ?（Ｖ＞??｜?＼?＼?０?１０?２Ｄ?３０?４０?５０?％??ｇ?＼?Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ?（ｎｍ）??１?〇?ｊ１．?－?＞?．?－?，Ｔ?－?ｒ?．?，?Ｌ－－?Ｉ?０?１，?■?■?＼■丨?■—??０?ｆ?２?１?４?Ｓ?－３０－２０－１０?０?｝〇??Ｌａｔｅｒａｌ?ｄｉｓｔａｎｃｅ＾｝?ＮｏｒｎｒｕＪｕｅｄ?ｇａｔｅ?ｖｏｌｔ＾ａｅ?（Ｖ）??圖１－３黑磷的場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件ｔ８５］?（ａ）黑磷的晶體結(jié)構(gòu)示意圖（ｂ）黑磷的場(chǎng)效應(yīng)晶體管??器件結(jié)構(gòu)示意圖，下方是溝道層黑磷的厚度信息，＇６．５?ｒｎｎ?（ｃ）黑磷場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的轉(zhuǎn)移??特性曲線(xiàn)，插圖為器件的光學(xué)顯微鏡圖片（ｄ）不同厚度的黑磷場(chǎng)效應(yīng)晶體管器件的性能，厚??度分別為１〇１１１１１（黑色），８１１１１１（紅色）以及


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