本文關(guān)鍵詞：單層二硫化鉬的制備及光學(xué)性質(zhì)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：二硫化鉬作為一種高級(jí)固體潤(rùn)滑劑和催化劑而被人們廣泛研究,近年來(lái)隨著石墨烯為代表的二維材料的發(fā)現(xiàn),二硫化鉬以其許多卓越的性質(zhì)再次受到世人的關(guān)注。尤其當(dāng)它減為單層時(shí),擁有約1.8eV的直接帶隙,彌補(bǔ)了石墨烯零帶隙的不足。本文主要內(nèi)容是探究用化學(xué)氣相沉積法生長(zhǎng)單層二硫化鉬的最佳條件,并且研究在不同氣氛中退火和轉(zhuǎn)移到不同襯底上對(duì)樣品的熒光光譜和拉曼光譜的影響。 本文第一章系統(tǒng)介紹了二硫化鉬的基本性質(zhì),其中包括晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì),總結(jié)了類石墨烯二硫化鉬在場(chǎng)效應(yīng)晶體管、傳感器、電池電極材料和谷電子學(xué)等領(lǐng)域中的應(yīng)用。同時(shí),綜述了目前制備類石墨烯二硫化鉬比較常見的幾種方法,其中包括微機(jī)械力剝離和鋰離子插層為代表的“自上而下”的制備方法,和以化學(xué)氣相沉積為主的“自下而上”的合成方法。 本文的第二章詳細(xì)介紹了本工作中所使用材料、CVD制備設(shè)備和表征技術(shù),這些表征技術(shù)包括光學(xué)顯微鏡、原子力顯微鏡、熒光光譜和拉曼光譜等。 第三章研究了CVD生長(zhǎng)條件對(duì)類石墨烯二硫化鉬制備的影響,這些條件包括生長(zhǎng)溫度、生長(zhǎng)氣氛和反應(yīng)時(shí)間等八個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)探究,從而總結(jié)出用化學(xué)氣相沉積法生長(zhǎng)單層二硫化鉬的最佳條件,并對(duì)所獲得單層二硫化鉬的進(jìn)行表征。 第四章中我們研究了不同退化條件對(duì)單層二硫化鉬的光學(xué)性質(zhì)的影響。我們發(fā)現(xiàn)在低真空350℃環(huán)境下退火半小時(shí)后,樣品的光致發(fā)光(PL)光譜強(qiáng)度增強(qiáng)約20倍,并伴隨有40meV的藍(lán)移。我們認(rèn)為峰位的藍(lán)移是由于O2和H20的吸附引入P型摻雜,轉(zhuǎn)移了大量的平衡電子,從而使光致發(fā)光過(guò)程由帶電激子輻射復(fù)合為主導(dǎo)向中性激子輻射復(fù)合為主導(dǎo)轉(zhuǎn)化。熒光強(qiáng)度增強(qiáng)的原因有兩個(gè)：一是由于平衡電子密度降低后,無(wú)輻射復(fù)合過(guò)程被壓制；二是退完火后樣品表面產(chǎn)生大量空位等缺陷,這些位置容易和自由電子和帶電激子結(jié)合產(chǎn)生穩(wěn)定的局域化中性激子。 第五章我們用化學(xué)氣相沉積法在藍(lán)寶石和石英襯底上也生長(zhǎng)出高質(zhì)量的單層二硫化鉬,并且成功地將在SiO2/Si襯底上生長(zhǎng)的單層二硫化鉬轉(zhuǎn)移到新的的SiO2/Si襯底和Au膜上,轉(zhuǎn)移后的Raman和PL光譜都發(fā)生了一定的變化,我們將轉(zhuǎn)移到SiO2/Si襯底上變化的原因歸結(jié)于張力的釋放,轉(zhuǎn)移到Au膜上變化的原因則是Au膜對(duì)單層二硫化鉬造成p型摻雜。
【關(guān)鍵詞】：單層二硫化鉬 化學(xué)氣相沉積法 制備 表征 缺陷 摻雜
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O614.612
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-37
• 1.1 引言11-12
• 1.2 二硫化鉬的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)12-16
• 1.2.1 二硫化鉬的晶體結(jié)構(gòu)12-13
• 1.2.2 二硫化鉬的電子結(jié)構(gòu)13-15
• 1.2.3 二硫化鉬的光學(xué)性質(zhì)15-16
• 1.3 二硫化鉬的應(yīng)用16-19
• 1.3.1 潤(rùn)滑劑16
• 1.3.2 場(chǎng)效應(yīng)晶體管16-17
• 1.3.3 傳感器17-18
• 1.3.4 電池的電極材料18
• 1.3.5 谷電子學(xué)中應(yīng)用18-19
• 1.4 類石墨烯二硫化鉬的制備方法19-30
• 1.4.1 “自上而下”的制備方法19-25
• 1.4.2 “自下而上”的制備方法25-30
• 1.5 本論文主要研究?jī)?nèi)容30-31
• 參考文獻(xiàn)31-37
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料設(shè)備及表征技術(shù)37-45
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料設(shè)備37-38
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備37
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)材料37-38
• 2.2 表征技術(shù)38-44
• 2.2.1 光學(xué)顯微鏡38-39
• 2.2.2 原子力顯微鏡39-40
• 2.2.3 掃描電子顯微鏡40
• 2.2.4 拉曼光譜40-42
• 2.2.5 光致發(fā)光譜42-43
• 2.2.6 X射線光電子能譜43-44
• 參考文獻(xiàn)44-45
• 第三章 單層二硫化鉬可控生長(zhǎng)45-59
• 3.1 引言45
• 3.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程45-46
• 3.3 生長(zhǎng)條件對(duì)單層二硫化鉬制備的影響46-53
• 3.4 單層二硫化鉬的表征53-55
• 3.5 本章小結(jié)55-56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 第四章 不同氣氛下的熱處理對(duì)單層二硫化鉬的影響59-69
• 4.1 引言59
• 4.2 樣品制備59-60
• 4.3 不同氣氛中退火60-66
• 4.3.1 氮?dú)夥罩型嘶?/span>60
• 4.3.2 硫氣氛中退火60-61
• 4.3.3 空氣中退火61-62
• 4.3.4 低真空中退火62-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 參考文獻(xiàn)67-69
• 第五章 不同襯底對(duì)單層二硫化鉬光學(xué)性質(zhì)的影響69-77
• 5.1 引言69
• 5.2 實(shí)驗(yàn)69-70
• 5.2.1 單層二硫化鉬的制備過(guò)程69
• 5.2.2 單層二硫化鉬的轉(zhuǎn)移69-70
• 5.3 結(jié)果與討論70-73
• 5.3.1 不同襯底對(duì)生長(zhǎng)單層二硫化鉬的影響70-72
• 5.3.2 單層二硫化鉬的轉(zhuǎn)移研究72-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果77-79
• 致謝79

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉洋洋;陳曉冬;王現(xiàn)英;鄭學(xué)軍;楊俊和;;類石墨烯過(guò)渡金屬二硫化物的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2014年03期

2 張昕;韓文鵬;吳江濱;喬曉粉;譚平恒;;二維層狀晶體材料層間剪切模和層間呼吸模的拉曼光譜研究[J];光散射學(xué)報(bào);2014年01期

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6 信紅強(qiáng);侯新剛;韓修訓(xùn);;低維MoS_2混合納米片的發(fā)光特性[J];發(fā)光學(xué)報(bào);2015年04期

7 范夢(mèng)慧;蔡勛明;岑偉富;駱最芬;閆萬(wàn)s

本文編號(hào)：266458