發(fā)布時(shí)間：2021-11-10 02:31

　　近年來(lái),基于納米級(jí)厚度二維材料光電探測(cè)器的報(bào)道層出不窮。二維材料可以像堆樂(lè)高積木一樣將任意兩種能帶不同的二維材料堆疊在一起形成異質(zhì)結(jié),有利于擴(kuò)展光電探測(cè)器的探測(cè)范圍。針對(duì)目前GaSe展現(xiàn)出的優(yōu)異光電特性和存在的缺陷,我們系統(tǒng)研究了GaSe基異質(zhì)結(jié)光電探測(cè)器。探索了利用機(jī)械剝離法制備二維材料,成功剝離出薄層二維GaSe和MoS₂薄片,并搭建了二維材料轉(zhuǎn)移系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了二維材料的轉(zhuǎn)移和原位堆疊。為了研究GaSe材料本征的光吸收特性,首先制備了基于GaSe的金屬-半導(dǎo)體-金屬（MSM）光電探測(cè)器。在光照下,GaSe基MSM器件展現(xiàn)出較強(qiáng)的光吸收特性,時(shí)間響應(yīng)約為20 ms。在此基礎(chǔ)上,制備了具有Ni/Au電極的GaSe/MoS₂異質(zhì)結(jié)光電探測(cè)器,由于光伏效應(yīng)的存在,該器件具有自驅(qū)動(dòng)性。在光照下,光電流的大小隨著入射光功率的增強(qiáng)線性增加。具有Ni/Au電極的GaSe/MoS₂異質(zhì)結(jié)光電探測(cè)器的響應(yīng)率、外量子效率、比探測(cè)率最大分別達(dá)到111 mA/W、31%和5.7×10¹⁰cmHz^1/2... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

MoS2同質(zhì)p-n結(jié)示意圖

第一章緒論3屬接觸[23]（如用于WSe2的Pd電極）以獲得p型特性。而IIIA族金屬單硫族化合物是p型二維半導(dǎo)體的理想候選材料，但到目前為止仍未進(jìn)行大量研究。在IIIA族金屬硫族化合物中，GaSe是一種引人關(guān)注的候選材料，GaSe的晶體結(jié)構(gòu)由Se-Ga-Ga-Se四層原子層形成（圖1-2）。圖1-2GaSe的晶格結(jié)構(gòu)[17]GaSe具有p型導(dǎo)電性，這可通過(guò)GaSe晶體管得到證實(shí)[9]。GaSe具有約2.1eV的間接帶隙，比直接帶隙僅低25meV，接近的間接和直接帶隙為有效的電子-空穴對(duì)分離提供了良好的途徑，這使其成為制備光電探測(cè)器的理想候選材料[17,26]。另外，GaSe具有從大塊到少層形式的強(qiáng)光學(xué)非線性效應(yīng)（例如，二次諧波產(chǎn)生），其可用于實(shí)現(xiàn)具有增強(qiáng)功能的光電探測(cè)器。更重要的是，為了實(shí)現(xiàn)范德華異質(zhì)結(jié)光電探測(cè)器，需要一對(duì)二維材料形成II型帶對(duì)準(zhǔn)。如圖1-3所示，GaSe/MoS2異質(zhì)結(jié)即具有本征的II型帶對(duì)準(zhǔn)，其中，E0是真空能級(jí)，EC是倒帶底，EV是價(jià)帶頂，EF是費(fèi)米能級(jí)。雖然已有工作用CVD法得到了GaSe/MoS2異質(zhì)結(jié)[27]，但是目前CVD法得到的GaSe/MoS2異質(zhì)結(jié)存在材料尺寸孝晶格失配大、缺陷多等缺點(diǎn)。而且，對(duì)于基于二維GaSe材料的異質(zhì)結(jié)，目前還沒(méi)有關(guān)于紅外響應(yīng)的研究。圖1-3GaSe/MoS2異質(zhì)結(jié)能帶結(jié)構(gòu)圖

第一章緒論3屬接觸[23]（如用于WSe2的Pd電極）以獲得p型特性。而IIIA族金屬單硫族化合物是p型二維半導(dǎo)體的理想候選材料，但到目前為止仍未進(jìn)行大量研究。在IIIA族金屬硫族化合物中，GaSe是一種引人關(guān)注的候選材料，GaSe的晶體結(jié)構(gòu)由Se-Ga-Ga-Se四層原子層形成（圖1-2）。圖1-2GaSe的晶格結(jié)構(gòu)[17]GaSe具有p型導(dǎo)電性，這可通過(guò)GaSe晶體管得到證實(shí)[9]。GaSe具有約2.1eV的間接帶隙，比直接帶隙僅低25meV，接近的間接和直接帶隙為有效的電子-空穴對(duì)分離提供了良好的途徑，這使其成為制備光電探測(cè)器的理想候選材料[17,26]。另外，GaSe具有從大塊到少層形式的強(qiáng)光學(xué)非線性效應(yīng)（例如，二次諧波產(chǎn)生），其可用于實(shí)現(xiàn)具有增強(qiáng)功能的光電探測(cè)器。更重要的是，為了實(shí)現(xiàn)范德華異質(zhì)結(jié)光電探測(cè)器，需要一對(duì)二維材料形成II型帶對(duì)準(zhǔn)。如圖1-3所示，GaSe/MoS2異質(zhì)結(jié)即具有本征的II型帶對(duì)準(zhǔn)，其中，E0是真空能級(jí)，EC是倒帶底，EV是價(jià)帶頂，EF是費(fèi)米能級(jí)。雖然已有工作用CVD法得到了GaSe/MoS2異質(zhì)結(jié)[27]，但是目前CVD法得到的GaSe/MoS2異質(zhì)結(jié)存在材料尺寸孝晶格失配大、缺陷多等缺點(diǎn)。而且，對(duì)于基于二維GaSe材料的異質(zhì)結(jié)，目前還沒(méi)有關(guān)于紅外響應(yīng)的研究。圖1-3GaSe/MoS2異質(zhì)結(jié)能帶結(jié)構(gòu)圖


本文編號(hào)：3486392