光信號向電信號的轉(zhuǎn)換在與我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)的多項(xiàng)技術(shù)中都是非常重要的一個核心環(huán)節(jié)。光電探測器作為光信號轉(zhuǎn)化為電信號的關(guān)鍵器件,無論在國防還是日常生活中都有重要的應(yīng)用,是光通信、視頻成像、生物醫(yī)學(xué)成像、夜間成像、安全監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測以及動作檢測等方面不可缺少的一部分。因此高響應(yīng)度、高響應(yīng)速度、寬波段光電探測器的研究一直受到科研及技術(shù)人員的廣泛關(guān)注。而且隨著現(xiàn)代科技和社會的發(fā)展,人們對新型光電探測器又提出了微型化、可集成、可穿戴等方面的要求。傳統(tǒng)用于可見及近紅外波段的Si基光電探測器以及用于中遠(yuǎn)紅外的窄帶隙半導(dǎo)體(如Hg Cd Te)和Ⅱ類超晶格材料(如In As/Ga Sb)光電探測器,光電轉(zhuǎn)化材料均為塊體結(jié)構(gòu),體積龐大且透明度低,有些探測器甚至需要復(fù)雜的制冷系統(tǒng),微型化以及集成難度高,且響應(yīng)度等性能無法滿足需求。而二維光電材料由于其原子級厚度、機(jī)械柔韌性、高透明度、表面無化學(xué)懸掛鍵、獨(dú)特的電子及光學(xué)特性、圓晶級生產(chǎn)能力以及與互補(bǔ)性氧化金屬半導(dǎo)體器件集成能力,為實(shí)現(xiàn)高響應(yīng)度、寬光譜、可集成的微納尺度光電探測器提供了行之有效的方案。單層MoS₂作為二維材料中的重要成員...

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 本論文研究的目的與意義
    1.2 新型光電探測器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 用于光電探測器的光電材料的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 基于二維材料的光電探測器的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 基于單層MoS₂光電探測器響應(yīng)度提升的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 基于單層MoS₂光電探測器響應(yīng)波段提升的研究現(xiàn)狀
    1.3 基于單層MoS₂的光電探測器的研究動態(tài)分析
    1.4 本論文的主要研究內(nèi)容
第2章 單層MoS₂微納尺度光電探測器的研究
    2.1 單層MoS₂微納尺度光電探測器的設(shè)計(jì)
        2.1.1 二維材料光電探測器的工作機(jī)理
        2.1.2 單層MoS₂微納尺度光電探測器總體設(shè)計(jì)
        2.1.3 單層MoS₂微納尺度光電探測器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.1.4 單層MoS₂微納尺度光電探測器測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    2.2 單層MoS₂微納尺度光電探測器的制備
        2.2.1 單層MoS₂的生長及質(zhì)量表征
        2.2.2 單層MoS₂的大面積無損轉(zhuǎn)移
        2.2.3 單層MoS₂微納尺度光電探測器的制備
    2.3 單層MoS₂微納尺度光電探測器的性能表征
        2.3.1 單層MoS₂微納尺度光電探測器的基礎(chǔ)性能表征
        2.3.2 溝道長度對單層MoS₂微納尺度光電探測器的性能影響
        2.3.3 外加偏壓對單層MoS₂微納尺度光電探測器的性能影響
        2.3.4 光信號強(qiáng)度對單層MoS₂微納尺度光電探測器的性能影響
    2.4 單層MoS₂微納尺度光電探測器測試結(jié)果分析
    2.5 小結(jié)
第3章 金納米顆粒光柵等離激元效應(yīng)增強(qiáng)單層MoS₂光電探測器響應(yīng)度的研究
    3.1 金納米顆粒光柵等離激元效應(yīng)高響應(yīng)度單層MoS₂光電探測器設(shè)計(jì)
        3.1.1 金納米顆粒光柵等離激元效應(yīng)增強(qiáng)光電探測器響應(yīng)度的物理機(jī)制
        3.1.2 用于提高單層MoS₂光電探測器響應(yīng)度的金納米顆粒光柵設(shè)計(jì)
        3.1.3 金納米顆粒光柵復(fù)合單層MoS₂光電探測器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.2 金納米顆粒光柵等離激元效應(yīng)高響應(yīng)度單層MoS₂光電探測器制備
        3.2.1 金納米顆粒光柵的制備方法
        3.2.2 金納米顆粒光柵的轉(zhuǎn)移方法
        3.2.3 等離激元效應(yīng)高響應(yīng)度單層MoS₂光電探測器的制備
    3.3 金納米顆粒光柵等離激元效應(yīng)高響應(yīng)度單層MoS₂光電探測器表征
        3.3.1 金納米顆粒光柵對單層MoS₂與光相互作用強(qiáng)度的影響
        3.3.2 金納米顆粒光柵對單層MoS₂光電探測器性能的影響
    3.4 金納米顆粒光柵等離激元效應(yīng)高響應(yīng)度單層MoS₂探測器測試結(jié)果分析
    3.5 小結(jié)
第4章 等離激元熱電子效應(yīng)寬波段高響應(yīng)度單層MoS₂光電探測器的研究
    4.1 等離激元熱電子效應(yīng)寬波段高響應(yīng)度單層MoS₂光電探測器設(shè)計(jì)
        4.1.1 等離激元熱電子激發(fā)的物理機(jī)制
        4.1.2 熱電子效應(yīng)單層MoS₂光電探測器光電流的產(chǎn)生機(jī)制
        4.1.3 熱電子效應(yīng)寬波段高響應(yīng)度單層MoS₂光電探測器的設(shè)計(jì)
    4.2 等離激元熱電子效應(yīng)寬波段高響應(yīng)度單層MoS₂光電探測器理論研究
        4.2.1 有限時域差分法分析結(jié)構(gòu)參數(shù)對熱電子激發(fā)及利用效率的影響
        4.2.2 基于熱電子效應(yīng)的單層MoS₂光電探測器響應(yīng)波段分析
        4.2.3 熱電子效應(yīng)對單層MoS₂光電探測器響應(yīng)度貢獻(xiàn)的理論分析
    4.3 等離激元熱電子效應(yīng)寬波段高響應(yīng)度單層MoS₂光電探測器的制作與表征
        4.3.1 等離激元熱電子效應(yīng)寬波段高響應(yīng)度單層MoS₂光電探測器制作
        4.3.2 等離激元熱電子效應(yīng)寬波段高響應(yīng)度單層MoS₂光電探測器測試
    4.4 等離激元熱電子效應(yīng)寬波段高響應(yīng)度單層MoS₂光電探測器測試分析
    4.5 小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝
個人簡歷



本文編號：3906188