高性能寬波段光電探測器由于其在光電子領(lǐng)域中重要的應(yīng)用價值而引起了廣泛的科學研究。近年來,二維材料由于其獨特的光電特性被廣泛應(yīng)用于光電探測領(lǐng)域。在眾多的二維材料體系中,過渡金屬硫族化合物(TMDs)憑借寬可調(diào)帶隙范圍、高載流子遷移率、優(yōu)異的空氣穩(wěn)定性和機械柔韌性使其成為光電子器件領(lǐng)域極具競爭力的二維材料。二硫化鎢(WS₂)作為典型的TMDs成員,是構(gòu)建高性能光電探測器的理想材料之一。盡管在基于二維材料的光電探測器方面已經(jīng)取得了很大成就,但目前二維材料存在較弱的光吸收、較小的樣品尺寸以及較大的激子效應(yīng)等缺點,限制了其在高性能光電探測中的進一步應(yīng)用。本論文通過熱分解法合成大面積的二維WS₂薄膜,并設(shè)計構(gòu)建二維/三維(2D/3D)混合維度范德華異質(zhì)結(jié)器件,從而實現(xiàn)高性能的光電探測。主要研究內(nèi)容如下:一、通過熱分解法合成了大面積的二維WS₂薄膜材料,并通過高分辨透射電鏡(HRTEM)、X射線衍射儀(XRD)、X射線光電子能譜儀(XPS)、原子力顯微鏡(AFM)、拉曼光譜儀(Raman)等表征方法對所合成二維WS₂

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1.1二維材料的原子晶體結(jié)構(gòu)，包括石墨烯，TMD，h-BN和Xenes[35]

1.緒論2烯被認為是最有可能實現(xiàn)寬波段光探測的二維材料[15,16]。雖然石墨烯吸收系數(shù)高，但因其厚度比較薄，對光的吸收比較依賴強光，因此對于需要弱光探測的高性能光電探測器來說還存在短板[17,18]。且因為材料零帶隙的限制，導(dǎo)致了光生載流子的壽命極短，很難產(chǎn)生光電流[19,20....

圖1.2.1MoS2晶體結(jié)構(gòu)示意圖[37]

腦?傭鴉??列，其中每一層具有ABC的原子堆疊序列。變形的1T（表示為1T"）結(jié)構(gòu)也具有八面體配位，類似于1T結(jié)構(gòu)，但是它在每一層中都包含上層結(jié)構(gòu)。值得注意的是，ReS2和ReSe2具有自然的Z字形1T"結(jié)構(gòu)[38,39]。3R（菱形對稱）結(jié)構(gòu)的每個晶胞中包含三個S-Mo-S"單....

圖1.2.2（a）WS2的原子結(jié)構(gòu)；（b）WS2晶體結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖和（c）俯視圖[40]

1.緒論4層的WS2來看，層中間的W原子都通過共價鍵和S原子相結(jié)合，表面沒有懸掛鍵，在每層的邊緣部分，由于W原子只能和四個S原子結(jié)合，而每個S原子只能結(jié)合兩個W原子，因此懸掛鍵都存在于邊緣部分�；谶@樣的特點，在與其他材料結(jié)合時，由于表面無懸掛鍵，易于構(gòu)建范德華異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。圖1.....

圖1.2.3WS2的能帶結(jié)構(gòu)圖[41]

1.緒論5如InGaAs，HgCdTe等材料，二維WS2薄膜材料是一種對環(huán)境友好的光電材料。而WS2納米薄膜材料的帶隙隨層數(shù)可調(diào)控的特性，也使得基于二維WS2材料所構(gòu)建的光電子器件，具有寬波段的光探測能力。圖1.2.3WS2的能帶結(jié)構(gòu)圖[41]1.3基于二維WS2薄膜的光電探測器....

本文編號：3922430