本文關(guān)鍵詞：介電環(huán)境對薄層二硫化鉬光學性質(zhì)的影響

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【摘要】：層狀過度金屬二硫化物由于其在薄層情況下展現(xiàn)出的杰出性能,使其受到越來越多的關(guān)注。二硫化鉬是一種典型的過度金屬二硫化物,單層二硫化鉬有較高的載流子遷移率,并且是直接帶隙半導體,這使其在光電領(lǐng)域能夠彌補石墨烯的不足。有關(guān)單層二硫化鉬光致發(fā)光的研究發(fā)現(xiàn),懸空的單層二硫化鉬比二氧化硅基底上的單層二硫化鉬的光致發(fā)光量子產(chǎn)率高,這說明單層二硫化鉬晶體的光學性質(zhì)易受外界條件影響而改變。因此,研究介電環(huán)境對單-多層二硫化鉬光學性質(zhì)的影響,對于材料的實際應用具有重要意義。本文研究了二氧化硅、氮化硅和藍寶石三種襯底對1~4層及體塊二硫化鉬的拉曼光譜以及光致發(fā)光光譜的影響。研究發(fā)現(xiàn)在三種襯底上,薄層二硫化鉬的A1g和12gE拉曼特征峰頻移差隨著樣品層數(shù)增加而單調(diào)遞增。這說明在三種襯底上,拉曼光譜都可作為判斷層數(shù)的有力工具。氮化硅和藍寶石襯底對薄層二硫化鉬引入p型摻雜,從而引起A1g峰發(fā)生比較明顯的藍移。在二氧化硅和氮化硅襯底上,2LA(M)峰的峰位都隨樣品層數(shù)降低而單調(diào)遞減,我們將其歸因于A2u峰的紅移和D峰強度的增加。其次,在三種襯底上,隨著樣品層數(shù)降低,薄層二硫化鉬的PL強度逐漸增強。這是由于直接帶隙半導體中聲子輔助的載流子帶內(nèi)弛豫率relaxτ?0導致的。此外,藍寶石上的三層樣品的PL峰強度與二氧化硅襯底上的三層樣品的PL峰強度可比擬。氮化硅襯底上的雙層二硫化鉬的PL峰強度超過了二氧化硅襯底上的雙層二硫化鉬的PL峰強度。我們將其歸因于介電屏蔽效應增強導致的PL峰強度提高。最后,將薄層二硫化鉬從二氧化硅襯底轉(zhuǎn)移到氮化硅和藍寶石襯底,I峰分別有比較明顯的紅移。這主要是由于不同的摻雜物內(nèi)部從中性激子到三激子的衰退率及與缺陷相關(guān)的非輻射衰退率的不同所導致的。
【關(guān)鍵詞】：薄層二硫化鉬 介電環(huán)境 拉曼光譜 光致發(fā)光
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ136.12
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題研究背景及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 二硫化鉬的空間結(jié)構(gòu)及其制備9-10
• 1.2.2 二硫化鉬的拉曼特性10-11
• 1.2.3 環(huán)境對薄層二硫化鉬光致發(fā)光光譜的影響11-14
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 不同襯底上薄層二硫化鉬制備與表征16-27
• 2.1 引言16
• 2.2 SiO_2襯底上薄層二硫化鉬的制備與表征16-24
• 2.3 Si_3N_4襯底上薄層二硫化鉬制備24-25
• 2.4 Al_2O_3襯底上薄層二硫化鉬制備25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 不同襯底上薄層二硫化鉬的拉曼光譜27-36
• 3.1 引言27
• 3.2 同種襯底上不同層數(shù)二硫化鉬拉曼光譜27-30
• 3.3 不同襯底上相同層數(shù)二硫化鉬拉曼光譜30-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 第4章 不同襯底上薄層二硫化鉬的熒光光譜36-45
• 4.1 引言36
• 4.2 薄層二硫化鉬的激子性能36-37
• 4.3 同種襯底上不同層數(shù)二硫化鉬熒光光譜37-40
• 4.4 不同襯底上相同層數(shù)二硫化鉬熒光光譜40-43
• 4.5 本章小結(jié)43-45
• 結(jié)論45-46
• 參考文獻46-51
• 致謝51-52
• 個人簡歷52

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本文編號：712149