【摘要】：二維二碲化鉬(Mo Te2)是一種新興的二維材料,由于其獨特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能引起了科研屆的廣泛關(guān)注。二碲化鉬具備可調(diào)控的能隙、良好的光吸收性,可應(yīng)用于可見至近紅外波段的光探測,在光電器件領(lǐng)域有重要的應(yīng)用潛力。本文主要研究了機(jī)械剝離法制備的二碲化鉬的光學(xué)與光探測性能,并通過激光輻照實現(xiàn)了二碲化鉬由半導(dǎo)體(2H)相到半金屬相(1T’)的轉(zhuǎn)變。最后,通過干法轉(zhuǎn)移制備了石墨烯/二碲化鉬(Graphene/Mo Te2)異質(zhì)結(jié)并研究了其光探測性能。本論文共有四章,各章內(nèi)容簡述如下:在第一章中,我們首先介紹了二維二碲化鉬材料的基本性質(zhì),以及二維光電探測的基本原理、研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。在第二章中,探討了不同層數(shù)的二碲化鉬的光學(xué)對比度、拉曼光譜和光致發(fā)光光譜。發(fā)現(xiàn)1-3層的二碲化鉬R通道的光學(xué)對比度值隨層數(shù)線性增加,可以用于判斷二碲化鉬的層數(shù)。研究了二碲化鉬拉曼光譜隨層數(shù)的變化及光致發(fā)光光譜隨溫度的變化。利用激光輻射的方法成功地誘導(dǎo)了二碲化鉬從半導(dǎo)體(2H)相到半金屬相(1T’)相的局域相變。在第三章中,我們制備了基于多層二碲化鉬的光探測器,并系統(tǒng)地測試了器件在不同光功率、偏壓、背柵電壓以及光波長下的光電響應(yīng)。該器件在可見光波段的光響應(yīng)度達(dá)到5 A/W,探測率為1.5×109 cm Hz1/2W-1,探測波段延伸至近紅外1.5μm。并利用干法轉(zhuǎn)移制備了Graphene/Mo Te2的質(zhì)結(jié),研究了異質(zhì)結(jié)中的電荷轉(zhuǎn)移及對光電響應(yīng)性能的影響。在第四章中,我們總結(jié)了本論文的主要研究成果,并展望了未來可能開展的一些研究方向。
【圖文】：

第一章 緒論層狀材料簡介幾年來，二維層狀材料憑借優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、機(jī)械等性能，受到研究者關(guān)注。繼石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來，越來越多的具有原子層級厚度的二維層狀材[1,2]，圖 1-1 總結(jié)了目前被發(fā)現(xiàn)的一些二維層狀材料的種類[3]。第一類是類包括石墨烯，氮化硼，氧化石墨烯等；第二類是二維過渡金屬硫族化合物(TM半導(dǎo)體性質(zhì)的硫化物，以及具有金屬性質(zhì)的硫化物等，這些過渡金屬硫族二碲化鉬等不僅具有較好的機(jī)械、電學(xué)、光學(xué)性質(zhì)，還具有石墨烯所不具帶隙，因此成為近年來二維材料領(lǐng)域的研究熱點；第三類是二維氧化物些具有層狀結(jié)構(gòu)的氧化物，如層狀 CuO；第四類是具有層狀結(jié)構(gòu)的其他二維材料性質(zhì)各異，如石墨烯是狄拉克半金屬，超薄過渡金屬硫族化合物體，而氮化硼是很好的絕緣體。

圖 1-2 (a) 石墨烯的晶格結(jié)構(gòu)；(b) 相應(yīng)的倒空間和布里淵區(qū)[4]。 1-3 顯示了理論計算出的石墨烯的 π 帶和 π*帶。在低能態(tài)下，石墨烯的電以用緊束縛哈密頓量來描述，其中碳原子之間的相互作用被限制在最近的并且每個碳原子只有一個 π 軌道。在未摻雜的石墨烯中，價帶和導(dǎo)帶在費 K'點相遇，，費米面附近的電子能量 E 與波矢 k 成線性色散關(guān)系：E=VF準(zhǔn)粒子動量，VF為費米速度(106m/s)。因此，石墨烯中的電子可以被看作拉克費米子[5]。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O614.612

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6 iJ毅;^y昆蓉;iJ勇;李建

本文編號：2708255