發(fā)布時(shí)間：2021-06-10 19:05

　　自從2004年石墨烯被成功制備以來,人們對(duì)二維納米材料體系的研究興趣逐步升溫,截止至今,已經(jīng)有超過2000多種二維材料被相繼報(bào)道。其中,類石墨烯結(jié)構(gòu)的過渡金屬硫族化物（TMDs）作為典型二維材料有著獨(dú)特的電子能帶結(jié)構(gòu),并且其能帶結(jié)構(gòu)對(duì)自身層數(shù)有著較強(qiáng)的依賴性。常見的TMDs（例如:MoS₂,WS₂,WSe₂,MoSe₂等）隨著層數(shù)減少到單層,能帶結(jié)構(gòu)會(huì)從間接帶隙轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯訋督Y(jié)構(gòu)。這就使得二維TMDs材料的光學(xué)、電學(xué)等性質(zhì)隨之發(fā)生顯著的改變。所以,如何準(zhǔn)確、快速并且無損地識(shí)別TMDs材料的層數(shù)是其在基礎(chǔ)研究和實(shí)際應(yīng)用時(shí)的關(guān)鍵一步。為此,本論文以機(jī)械剝離法和化學(xué)氣相沉積法（CVD）制備了不同層數(shù)的MoS₂、WS₂和WSe₂納米薄膜;在此基礎(chǔ)上,建立了少層樣品層數(shù)與其光學(xué)襯度、拉曼光譜以及光致發(fā)光譜的定量對(duì)應(yīng)關(guān)系。同時(shí),利用不同電負(fù)性材料對(duì)單層MoS₂的光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行調(diào)控,充分理解TMDs體系中的多激子束縛態(tài)（many... 

【文章來源】：東北師范大學(xué)吉林省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

（a）–（c）分別是TMDs的2H相、3R相和1T相的結(jié)構(gòu)示意圖

圖 1.2 用 DFT/PBE0 計(jì)算的不同層數(shù) MoS2的能帶結(jié)構(gòu)[22]如圖所示，體材料到少層變化時(shí)，MoS2的導(dǎo)帶底（Conduction Band MinimumBM）位于布里淵區(qū) K 和 Γ 之間，價(jià)帶頂（Valence Band Maximum，簡(jiǎn)稱 VB Γ 點(diǎn)。但是，隨著層數(shù)的減少，CBM 的 K 點(diǎn)到 VBM 的 K 點(diǎn)的直接帶隙基本不接帶隙不斷變大，這種能帶結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變來源于層間去耦合造成的量子局域效應(yīng)減薄為單層，直接帶隙值小于間接帶隙值，實(shí)現(xiàn)了從間接帶隙半導(dǎo)體向直接帶的改變。對(duì)應(yīng)于能帶結(jié)構(gòu)，體材料到少層的 TMDs 的光致發(fā)光峰都是由直接躍遷發(fā)光和發(fā)光組成。盡管間接躍遷需要聲子的輔助，但是由于帶隙小，載流子的占據(jù)幾率接躍遷發(fā)光在光致發(fā)光中占據(jù)了一定比例，有些 TMDs 材料中甚至強(qiáng)于直接躍除此之外，對(duì)于少層 TMDs，還會(huì)在直接躍遷峰的高能側(cè)出現(xiàn)一個(gè)由于價(jià)帶劈直接躍遷發(fā)光峰。為了區(qū)分，人們常把這個(gè)能量較高的直接躍遷發(fā)光叫 B 激能量較低的直接躍遷發(fā)光叫 A 激子發(fā)光。少層 TMDs 的發(fā)光，很容易受到電子摻雜的影響。例如，當(dāng)電子摻入時(shí)，Mo子發(fā)光會(huì)發(fā)生紅移，這是由于體系中電子濃度升高導(dǎo)致中性激子向負(fù)電三子

二維材料的發(fā)展離不開制備方法的不斷改進(jìn)，TMDs 由于可變的帶隙在光電器被廣泛關(guān)注，對(duì)其制備方法的不斷改良也讓它與實(shí)際應(yīng)用的距離越來越近。到，對(duì) TMDs 等二維材料的制備主要分為“自上而下”和“自下而上”兩大類，上而下”是把較厚的材料減薄的過程，而“自下而上”恰好相反。下面將對(duì)兩的幾個(gè)典型制備方法分別細(xì)述。1 “自上而下”的制備方法）機(jī)械剝離機(jī)械剝離法是一種傳統(tǒng)的制備 TMDs 等二維材料的方法，早在上世紀(jì)六十年代現(xiàn)[27]。在 2004 年，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家 Andre Geim 和 Konstantin Nov械剝離的方法首次發(fā)現(xiàn)了石墨烯，證明了單原子層可以在室溫下穩(wěn)定存在[1,7史性突破，真正開啟了二維材料之門�，F(xiàn)如今，Scotch 膠帶已被廣泛用于機(jī)械來說，機(jī)械剝離就是利用黏性較強(qiáng)的膠帶對(duì)材料不斷進(jìn)行分層。原理是利用膠之間較強(qiáng)的黏性力打破材料自身的弱的層間范得瓦爾斯力，不斷將厚層撕開，的效果。機(jī)械剝離過程的示意如圖 1.3 所示。


本文編號(hào)：3222953