二維層狀材料被發(fā)現(xiàn)以來,因其在電、光、熱、力等方面的優(yōu)異性能,受到了研究者們的廣泛關注。相對于零帶隙的結構的石墨烯而言,二硫化鉬具有天然的帶隙,其導電性質屬于半導體類型,因而在微納光電子器件領域具有巨大的潛在應用價值。在光電探測方面,二硫化鉬有更高的光吸收率和寬光譜吸收范圍,因而適合于用來制作光電探測器。與此同時,人們發(fā)現(xiàn)可以將具有層狀原子結構的二硫化鉬類材料像堆樂高積木一樣組合起來,構成二維范德瓦爾斯異質結。不同的異質結構組合不僅能保持單一材料本身的性質,還能在協(xié)同作用的效果下產(chǎn)生新的物理特性,得到多種功能的復合型光電子器件。本文首先探索了二硫化鉬的機械剝離制備方法,并研究剝離工藝對二硫化鉬納米薄片厚度、表面形貌等特性的影響。在此基礎上,通過可控剝離多層二硫化鉬納米薄片,并通過精準微轉移的方法制備了二硫化鉬/硅異質結光電探測器和二硫化鉬/硒化鎵異質結光電探測器,研究了兩種異質結的能帶結構和光電性能,主要研究內容包括:(1)針對單層二硫化鉬較弱的光吸收率和較小的光吸收截止波長(670 nm),通過機械剝離的方法,采用無掩模激光直寫技術,設計并制備了二硫化鉬/硅異質結光電探測器。測試結果...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 二維材料研究現(xiàn)狀
        1.2.1 二維材料的分類
        1.2.2 石墨烯簡介
        1.2.3 過渡金屬硫化物簡介
    1.3 二硫化鉬介紹
        1.3.1 二硫化鉬的晶體結構
        1.3.2 二硫化鉬的電子結構
    1.4 二硫化鉬的應用
        1.4.1 潤滑劑
        1.4.2 場效應晶體管
        1.4.3 阻變存儲器
        1.4.4 氣體傳感器
    1.5 本文的選題意義和主要內容
第二章 器件的制備
    2.1 二硫化鉬的制備方法
        2.1.1 機械剝離法
        2.1.2 液相超聲剝離法
        2.1.3 鋰離子插層法
        2.1.4 化學氣相淀積
        2.1.5 上述制備方法對比
    2.2 二硫化鉬的表征
        2.2.1 光學顯微鏡
        2.2.2 原子力顯微鏡
        2.2.3 拉曼光譜表征
    2.3 器件制備流程
        2.3.1 實驗材料
        2.3.2 實驗儀器和設備
        2.3.3 二硫化鉬/硅異質結光電探測器制備流程圖
        2.3.4 二硫化鉬/硒化鎵異質結光電探測器制備流程圖
    2.4 本章小結
第三章 二硫化鉬/硅異質結光電探測器制備與性能研究
    3.1 引言
    3.2 二硫化鉬/硅異質結光電探測器制備
        3.2.1 二硫化鉬/硅異質結的制備
        3.2.2 器件電極的制作
    3.3 二硫化鉬/硅異質結光電探測器性能研究
        3.3.1 二硫化鉬/硅異質結的整流特性曲線
        3.3.2 二硫化鉬/硅異質結的光響應特性研究
        3.3.3 二硫化鉬/硅異質結光電探測器的重復性和響應時間研究
        3.3.4 二硫化鉬/硅異質結光電探測器的光響應機理研究
    3.4 本章小結
第四章 二硫化鉬/硒化鎵異質結光電探測器制備與性能研究
    4.1 引言
    4.2 硒化鎵的結構、性質、制備與表征
        4.2.1 硒化鎵的結構
        4.2.2 硒化鎵的性質
        4.2.3 硒化鎵的剝離與表征
    4.3 二硫化鉬/硒化鎵范德瓦爾斯異質結的制備
        4.3.1 底電極的制備
        4.3.2 二硫化鉬與硒化鎵的對準堆疊
        4.3.3 二硫化鉬/硒化鎵異質結的表征
    4.4 二硫化鉬/硒化鎵異質結光電性能研究
        4.4.1 二硫化鉬/硒化異質結的整流特性曲線
        4.4.2 二硫化鉬/硒化異質結的光電響應特性研究
        4.4.3 二硫化鉬/硒化異質結的光伏特性研究
    4.5 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果



本文編號：3818607