本文關(guān)鍵詞：類石墨烯二硫化鉬的液相剝離制備及在有機(jī)薄膜晶體管中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： 二硫化鉬 液相剝離 氯仿 快速聚集 薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管

【摘要】：類石墨烯二硫化鉬(MoS2)因其特殊的微觀結(jié)構(gòu)和可調(diào)控的帶隙,表現(xiàn)出優(yōu)異的光電性能,受到了廣泛的關(guān)注。其中,關(guān)于MoS2的制備及在光電領(lǐng)域的應(yīng)用是一大研究熱點(diǎn)。液相剝離法因其具有可大批量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)而得到了快速發(fā)展。然而,液相剝離法使用的溶劑多局限于N-甲基吡咯烷酮等高沸點(diǎn)溶劑,聚合物輔助液相剝離法雖然將使用溶劑拓展到了乙醇和四氫呋喃等低沸點(diǎn)溶劑,但是使用的多是絕緣聚合物,阻礙了后續(xù)的應(yīng)用。氯仿是光電器件中很常用的溶劑,因此實(shí)現(xiàn)片層MoS2在氯仿中的分散對(duì)其應(yīng)用具有重要的研究意義。本論文從正十二硫醇和聚己基噻吩(P3HT)這兩類剝離劑出發(fā),以實(shí)現(xiàn)片層MoS2在氯仿中的分散為目標(biāo),為探究片層MoS2對(duì)基于P3HT的薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管(OTFT)的影響,展開(kāi)了相關(guān)的研究工作。論文第一章綜述了MoS2的基本性能和常見(jiàn)的制備方法,MoS2的界面修飾和其在低沸點(diǎn)溶劑中分散的研究進(jìn)展,以及二維材料在基于P3HT的OTFT中的應(yīng)用。論文第二章我們借鑒雙溶劑剝離法,以正十二硫醇與氯仿為雙溶劑,避免了單獨(dú)使用正十二硫醇為溶劑所導(dǎo)致的剝離片層MoS2聚集的缺點(diǎn),并通過(guò)研究超聲時(shí)間和雙溶劑體積比對(duì)二硫化鉬濃度的影響,得出了比較優(yōu)異的剝離條件,即超聲時(shí)間為12h,體積比為1：1,進(jìn)一步通過(guò)溶劑交換法實(shí)現(xiàn)了在氯仿及其他低沸點(diǎn)溶劑中的分散。通過(guò)電鏡和光譜分析,驗(yàn)證了相對(duì)分散的片層MoS2的成功剝離。論文第三章采用導(dǎo)電的P3HT為聚合物輔助剝離劑,超聲剝離得到了MoS2的氯仿溶液。通過(guò)TEM驗(yàn)證了所得剝離MoS2薄層甚至單層。我們預(yù)測(cè)了剝離機(jī)理,即含有噻吩官能團(tuán)的P3HT與MoS2片層存在相互作用,超聲作用下,層間的范德華力得到破壞,片層滑移,從而實(shí)現(xiàn)了有效剝離。此外,我們將這一方法成功應(yīng)用在二硫化鎢和二硒化鉬中。論文第四章是在第三章的基礎(chǔ)上,研究了MoS2片層對(duì)P3HT的溶液聚集態(tài)和薄膜結(jié)晶性的影響。同時(shí)制備了基于P3HT/MoS2的OTFT并研究了器件性能。該器件呈現(xiàn)p型性能,獲得了最高0.056cm2V-1s-1的空穴遷移率和105的開(kāi)關(guān)比。我們還研究了不同含量的MoS2對(duì)器件性能的影響,發(fā)現(xiàn)適量的MoS2對(duì)于調(diào)控P3HT結(jié)晶性能的重要性。
【關(guān)鍵詞】：二硫化鉬 液相剝離 氯仿 快速聚集 薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN321.5;TQ136.12
【目錄】：

• 致謝4-6
• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 1 緒論13-39
• 1.1 類石墨烯二硫化鉬的基本性質(zhì)與研究13-25
• 1.1.1 類石墨烯二硫化鉬的結(jié)構(gòu)與性能13-16
• 1.1.2 類石墨烯二硫化鉬的制備方法16-20
• 1.1.3 類石墨烯二硫化鉬的應(yīng)用20-25
• 1.2 類石墨烯二硫化鉬的界面修飾與低沸點(diǎn)溶劑分散25-31
• 1.2.1 類石墨烯二硫化鉬的巰基修飾及應(yīng)用25-27
• 1.2.2 類石墨烯二硫化鉬的聚合物修飾及分散27-29
• 1.2.3 類石墨烯二硫化鉬在低沸點(diǎn)溶劑中的分散29-31
• 1.3 二維材料在P3HT薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管中的應(yīng)用31-37
• 1.3.1 改善P3HT的結(jié)晶性能的研究31-36
• 1.3.2 P3HT/二維材料的聚合物薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管36-37
• 1.4 課題的提出和意義37-39
• 2 正十二硫醇輔助二硫化鉬的液相剝離及在氯仿中的分散39-52
• 2.1 概述39-40
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分40-42
• 2.2.1 主要試劑和藥品40
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法40-42
• 2.3 結(jié)果和討論42-51
• 2.3.1 正十二硫醇液相剝離本體二硫化鉬的結(jié)果與表征42-44
• 2.3.2 正十二硫醇/氯仿不同體積比對(duì)二硫化鉬剝離濃度的影響44-45
• 2.3.3 不同超聲時(shí)間對(duì)二硫化鉬剝離濃度的影響及剝離機(jī)理探究45-47
• 2.3.4 溶劑交換后不同溶劑中的分散情況47-48
• 2.3.5 溶劑交換后的表征48-51
• 2.4 本章小結(jié)51-52
• 3 聚己基噻吩輔助類石墨烯二硫化鉬液相剝離與在氯仿中的分散52-62
• 3.1 概述52-53
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分53-54
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和原料53
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法53
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)表征53-54
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論54-61
• 3.3.1 P3HT輔助類石墨烯二硫化鉬的剝離及紫外吸收表征54-55
• 3.3.2 類石墨烯二硫化鉬的TEM表征55-56
• 3.3.3 P3HT@MoS_2的拉曼表征56-57
• 3.3.4 P3HT輔助剝離類石墨烯二硫化鉬的機(jī)理預(yù)測(cè)57-58
• 3.3.5 P3HT輔助剝離其他過(guò)渡金屬硫族化合物的結(jié)果與表征58-61
• 3.4 本章小結(jié)61-62
• 4 二硫化鉬調(diào)控聚己基噻吩結(jié)晶構(gòu)建高遷移率晶體管62-75
• 4.1 概述62-63
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分63-65
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和原料63
• 4.2.2 P3HT/MoS_2復(fù)合物的制備63
• 4.2.3 OTFT器件的制備和測(cè)試63-64
• 4.2.4 實(shí)驗(yàn)表征64-65
• 4.3 結(jié)果與討論65-74
• 4.3.1 P3HT-MoS_2復(fù)合物的表征及P3HT聚集態(tài)的存在65-67
• 4.3.2 基于復(fù)合物的OTFT器件性能67-69
• 4.3.3 MoS_2輔助P3HT快速結(jié)晶的表征69-71
• 4.3.4 不同含量的MoS_2對(duì)器件性能的影響及表征71-74
• 4.4 本章小結(jié)74-75
• 5 主要結(jié)論與創(chuàng)新點(diǎn)75-77
• 5.1 主要結(jié)論75
• 5.2 創(chuàng)新點(diǎn)75-77
• 參考文獻(xiàn)77-85
• 作者簡(jiǎn)歷以及在學(xué)校期間所取得科研成果85

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