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SnS薄片的各向異性拉曼光譜和SnS/SnS 2 異質(zhì)結(jié)的光電特性

發(fā)布時(shí)間:2024-05-16 05:45
  近年來(lái),IV-VI族二維材料(IV族:Sn、Ge;IV族:S、Se、Te)作為繼過(guò)渡金屬硫?qū)倩衔?TMD)之后二維家庭的新成員,具有結(jié)構(gòu)多樣、吸光能力強(qiáng)、光電特性?xún)?yōu)異、地球儲(chǔ)量豐富、無(wú)毒環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),受到科研人員越來(lái)越多的關(guān)注。這類(lèi)材料中,最具代表性的是SnS和SnS2。SnS為p-型二維半導(dǎo)體,結(jié)構(gòu)屬于正交晶系,其光吸收系數(shù)大(~105cm-1),空穴遷移率高(~100cm2V-1S-1),具有很強(qiáng)的各向異性電學(xué)、光學(xué)和熱電性質(zhì);SnS2為n-型二維半導(dǎo)體,結(jié)構(gòu)屬于六方晶系,其遷移率可達(dá)~230 cm2V-1s-1,同時(shí)具有優(yōu)異的光電探測(cè)性能。雖然針對(duì)SnS和SnS2的研究工作已經(jīng)不少,但是高質(zhì)量少層SnS和SnS2材料的可控制備方法依然缺乏;SnS薄片各向異性的研究仍不系統(tǒng),其厚度依賴(lài)關(guān)系仍不明確;更重要的是,雖然SnS和SnS2分別為p和n型半導(dǎo)體,但由于屬于不同的晶格結(jié)構(gòu),直接生長(zhǎng)制備基于SnS和SnS2組成的異質(zhì)結(jié)仍是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。在此背景下,本論文針對(duì)SnS和SnS2的生長(zhǎng)制備、SnS的各向異性拉曼光譜、SnS2/SnS異質(zhì)結(jié)的制備及其光電性質(zhì),開(kāi)展了較為系統(tǒng)的研究,主要...

【文章頁(yè)數(shù)】:113 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】:博士

【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 Ⅳ-Ⅵ族二維材料的晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
        1.2.1 SnS的晶體結(jié)構(gòu)和能帶
        1.2.2 SnS的各向異性電學(xué)性質(zhì)
        1.2.3 SnS的各向異性Raman性質(zhì)
        1.2.4 SnS的能谷效應(yīng)
        1.2.5 SnS層數(shù)依賴(lài)的能帶結(jié)構(gòu)和能帶劈裂
        1.2.6 SnS2的晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
    1.3 Ⅳ-Ⅵ族二維材料的制備方法
        1.3.1 機(jī)械剝離
        1.3.2 液相剝離
        1.3.3 磁控濺射
        1.3.4 氣相沉積
    1.4 Ⅳ-Ⅵ族二維材料的應(yīng)用
        1.4.1 光電探測(cè)器
        1.4.2 傳感器
    1.5 本論文的研究工作
    參考文獻(xiàn)
第二章 厚度依賴(lài)的硫化錫各向異性拉曼性質(zhì)研究
    2.1 研究背景
    2.2 樣品的制備及分析方法
        2.2.1 樣品的生長(zhǎng)
        2.2.2 樣品轉(zhuǎn)移
        2.2.3 透射電子顯微鏡的表征
        2.2.4 Raman表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 SnS薄片的生長(zhǎng)和結(jié)果分析
        2.3.2 Raman光譜表征
        2.3.3 各向異性Raman光譜表征
        2.3.4 厚度依賴(lài)的各向異性Raman研究
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 SnS2/SnS縱向異質(zhì)結(jié)的制備及其光電性質(zhì)
    3.1 研究背景
    3.2 樣品的制備及分析方法
        3.2.1 SnS2/SnS異質(zhì)結(jié)的CVD生長(zhǎng)
        3.2.2 SnS2/SnS異質(zhì)結(jié)的表征
        3.2.3 SnS2/SnS異質(zhì)結(jié)器件的制備和表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 SnS2/SnS異質(zhì)結(jié)的成分和形貌表征
        3.3.2 塔狀SnS2薄片的成分、形貌和晶體結(jié)構(gòu)表征
        3.3.3 SnS2/SnS異質(zhì)結(jié)的晶體結(jié)構(gòu)表征
        3.3.4 生長(zhǎng)機(jī)理的討論分析
        3.3.5 SnS2/SnS異質(zhì)結(jié)器件的制備
        3.3.6 SnS2/SnS異質(zhì)結(jié)光電性質(zhì)的研究
        3.3.7 一步CVD生長(zhǎng)方法的延伸拓展
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 生長(zhǎng)條件對(duì)硫錫化合物形貌和性質(zhì)的影響
    4.1 研究背景
        4.1.1 Sn2S3和SnS2的研究背景
            4.1.1.1 Sn2S3的研究背景
            4.1.1.2 SnS2的研究背景
        4.1.2 硫錫化合物之間的生長(zhǎng)轉(zhuǎn)換
            4.1.2.1 電子束作用誘導(dǎo)SnS2轉(zhuǎn)變?yōu)镾nS
            4.1.2.2 襯底溫度對(duì)生長(zhǎng)結(jié)果的影響
        4.1.3 硫錫化合物生長(zhǎng)方案的設(shè)計(jì)
            4.1.3.1 大尺寸SnS2薄片的生長(zhǎng)
            4.1.3.2 從SnS2到Sn2S3的生長(zhǎng)切換
            4.1.3.3 SnS中S空位調(diào)控
    4.2 樣品的生長(zhǎng)制備和分析方法
        4.2.1 SnS2的生長(zhǎng)制備
        4.2.2 Sn2S3納米線(xiàn)的生長(zhǎng)制備
        4.2.3 SnS薄片的生長(zhǎng)制備
        4.2.4 在SiO2表面制備周期性金電極方塊
        4.2.5 測(cè)試方法與儀器介紹
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 大尺寸SnS2薄片的生長(zhǎng)及表征
        4.3.2 Sn2S3納米線(xiàn)的生長(zhǎng)和表征
        4.3.3 不同生長(zhǎng)條件對(duì)SnS形貌和光學(xué)性質(zhì)的影響
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 展望
    5.1 提高SnS的遷移率
    5.2 單層SnS的制備
    5.3 生長(zhǎng)級(jí)聯(lián)異質(zhì)結(jié)
    參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況



本文編號(hào):3974777

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