發(fā)布時(shí)間：2017-10-11 06:26

  本文關(guān)鍵詞：化學(xué)氣相沉積制備二硫化鉬及三氧化鉬納米片

  更多相關(guān)文章： 化學(xué)氣相沉積 二硫化鉬 三氧化鉬 納米片

【摘要】：二硫化鉬納米片(MoS_2 Nanosheets)作為一種二維層狀納米材料,由于其具有優(yōu)異的半導(dǎo)體性能,有可能成為硅的替代者而引起了納米電子學(xué)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。MoS_2納米片獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)和良好的光致發(fā)光、氣體傳感、可見光催化以及電學(xué)等性能使得其在微電子器件和光電子器件上有著廣闊的應(yīng)用前景。然而,目前各種MoS_2納米片的制備方法都存在一定的不足,不能同時(shí)滿足制備出尺寸大、質(zhì)量好、精確控制薄膜的層數(shù)、容易轉(zhuǎn)移到其它基體、成本低等需求。MoS_2納米結(jié)構(gòu)的生長過程比較復(fù)雜,和生長因素密切相關(guān),實(shí)現(xiàn)MoS_2納米片的可控生長和理解化學(xué)氣相沉積反應(yīng)動力學(xué)還有很多工作要做。同時(shí)基于MoS_2納米片的器件也僅限實(shí)驗(yàn)室制備、研究階段。過渡族金屬氧化物也是二維層狀材料的一種,而其中MoO_3也占了一席之地。MoO_3納米片的層狀結(jié)構(gòu)以及電子結(jié)構(gòu)使其同樣具有優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì),尤其在電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、機(jī)械等性能上更為突出。正交晶相MoO_3(α-MoO_3)更是廣泛應(yīng)用于薄膜器件和氣體傳感器。目前主要采用氣相沉積MoO_3粉末來制備MoO_3納米片,且制備的MoO_3納米片尺寸不均勻,質(zhì)量也不高。因此,本文采用化學(xué)氣相沉積(chemical vapor deposition,簡稱CVD)的方法,以三氧化鉬粉末(MoO_3)和硫粉(S)為先驅(qū)體,在硅基體(Si)上沉積了MoS_2納米片,再將沉積的MoS_2納米片進(jìn)行退火,將得到的MoO_3納米片與Si基體上氣相沉積的MoO_3微片對比,發(fā)現(xiàn)MoS_2氧化生成的MoO_3片厚度更小。本文采用低壓CVD的方法,通過改變沉積溫度、S源的熱蒸發(fā)速率等參數(shù)條件來控制基體上所沉積的MoS_2納米片的質(zhì)量,并且初步探討了MoS_2納米片的生長機(jī)理。通過選用不同的制備方式和改變MoS_2納米片在空氣中的退火時(shí)間來控制所制備的MoO_3納米片的質(zhì)量。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)、原子力顯微鏡(AFM)、X射線衍射儀(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)、拉曼光譜儀(Raman)等研究了所制備的MoS_2納米片、MoO_3納米片及MoO_3微片的微觀形貌、相結(jié)構(gòu)及成分,并測試了MoS_2納米片的光致發(fā)光(PL)特性。結(jié)果表明:在100 Pa的壓力下和100 sccm的Ar氣作載氣保護(hù)下:1、750℃時(shí)在單溫區(qū)管式爐中保溫15 min并且采用雙通小石英管和隔熱塞的條件下制備的MoS_2納米片質(zhì)量更好;單溫區(qū)管式爐制備的MoS_2納米片表面光滑,幾乎都斜插式地覆蓋在整個(gè)Si基體的表面上,主要沿著(108)晶面生長。2、采用單溫區(qū)管式爐時(shí),隨著Si基體與S源距離的增加,MoS_2納米片的厚度和尺寸也隨之變化,樣品中二氧化鉬含量略有增加,并且MoS_2納米片在可見光范圍有明顯的光致發(fā)光峰。3、在同樣的參數(shù)條件下,采用雙溫區(qū)管式爐能夠制備出更薄、質(zhì)量更好的MoS_2納米片,并且采用雙溫區(qū)管式爐制備的MoS_2納米片純度更高,結(jié)晶性更好,幾乎都平鋪在Si基體表面上。4、所制備的MoO_3納米片具有較高的純度和結(jié)晶度,并且不同的退火時(shí)間對MoO_3納米片的形貌和成分等也有很大的影響。
【關(guān)鍵詞】：化學(xué)氣相沉積 二硫化鉬 三氧化鉬 納米片
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1;TQ136.12
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 第一章 緒論9-23
• 1.1 引言9-11
• 1.2 MoS_2納米片的制備方法11-14
• 1.2.1 MoS_2納米片的物理制備方法11-12
• 1.2.2 MoS_2納米片的化學(xué)制備方法12-14
• 1.3 MoO_3納米片的制備方法14-15
• 1.3.1 氣相沉積法14-15
• 1.3.2 液相沉積法15
• 1.4 MoS_2納米片的應(yīng)用15-19
• 1.4.1 MoS_2納米片在場效應(yīng)晶體管領(lǐng)域的應(yīng)用16-17
• 1.4.2 MoS_2納米片在光電晶體管領(lǐng)域的應(yīng)用17-18
• 1.4.3 MoS_2納米片在氣體傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用18
• 1.4.4 MoS_2納米片在鋰、鈉電池及太陽能電池領(lǐng)域的應(yīng)用18-19
• 1.5 MoO_3納米片的應(yīng)用19-21
• 1.5.1 MoO_3納米片在潤滑劑上的應(yīng)用19
• 1.5.2 MoO_3納米片在電致變色系統(tǒng)上的應(yīng)用19-20
• 1.5.3 MoO_3納米片在電池電極上的應(yīng)用20
• 1.5.4 MoO_3納米片在光學(xué)器件上的應(yīng)用20
• 1.5.5 MoO_3納米片在傳感器上的應(yīng)用20-21
• 1.5.6 MoO_3納米片在催化劑上的應(yīng)用21
• 1.6 本文研究內(nèi)容21-23
• 第二章 實(shí)驗(yàn)方法23-31
• 2.1 設(shè)備及工藝步驟23-25
• 2.2 基體材料的選擇和預(yù)處理25-26
• 2.3 先驅(qū)體的選擇26
• 2.4 樣品的表征與性能檢測26-30
• 2.4.1 表面形貌表征26-28
• 2.4.2 樣品結(jié)構(gòu)成分表征28-29
• 2.4.3 樣品的光致發(fā)光測試29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第三章 MoS_2納米片的制備和表征31-41
• 3.1 不同實(shí)驗(yàn)裝置對MoS_2納米片形貌的影響32-35
• 3.1.1 單溫區(qū)管式爐32-33
• 3.1.2 雙溫區(qū)管式爐33-35
• 3.2 Si基體與S源的距離對MoS_2納米片的影響35-39
• 3.2.1 Si基體與S源的距離對MoS_2納米片形貌的影響36-37
• 3.2.2 Si基體與S源的距離對MoS_2納米片結(jié)構(gòu)和成分的影響37-39
• 3.2.3 MoS_2納米片的Raman及PL測試和分析39
• 3.3 MoS_2納米片可能的生長機(jī)理39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第四章 MoO_3納米片的制備和表征41-49
• 4.1 MoO_3納米片的制備41
• 4.2 MoO_3微片的制備41
• 4.3 退火時(shí)間對MoO_3納米片形貌的影響41-43
• 4.4 MoO_3納米片的結(jié)構(gòu)成分表征及分析43-47
• 4.5 本章小結(jié)47-49
• 第五章 總結(jié)與展望49-51
• 5.1 本文的主要研究工作及結(jié)論49-50
• 5.2 展望50-51
• 參考文獻(xiàn)51-61
• 致謝61-63
• 碩士期間發(fā)表論文63

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5 王楠;超臨界二氧化碳輔助構(gòu)筑的乳液環(huán)境中制備二維層狀材料及其功能化應(yīng)用研究[D];鄭州大學(xué);2015年

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9 何亞飛;二維納米鉬化合物及其功能復(fù)合材料的制備與性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

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