發(fā)布時間：2021-07-06 22:17

　　本論文主要以層狀磷基材料（黑磷,碲摻雜黑磷和五磷化鍺）為研究對象,實現(xiàn)了大尺度黑磷及碲元素摻雜黑磷的晶體生長;并通過摻雜碲元素實現(xiàn)了對黑磷的物性調(diào)控;探索了碳納米管對黑磷儲能性能的調(diào)控機制;進行了大尺度五磷化鍺晶體的定向生長及儲能性能研究。具體研究從以下四個方面內(nèi)容開展:（1）利用高溫高壓技術(shù)和具有特殊結(jié)構(gòu)的高壓加熱爐體,我們實現(xiàn)了大尺度高質(zhì)量黑磷單晶的合成,為接下來有關(guān)黑磷的研究提供了充足的材料。并進一步研究了體相和少層（厚度10 nm左右）黑磷優(yōu)異的電輸運性能,發(fā)現(xiàn)了少層黑磷環(huán)境穩(wěn)定性差這一問題。我們利用原子力顯微鏡和X射線光電子能譜技術(shù),研究了黑磷納米片在大氣環(huán)境下表面形貌與元素化學(xué)態(tài)的變化,并進一步分析了其環(huán)境穩(wěn)定性差的原因。（2）針對少層黑磷環(huán)境穩(wěn)定性差這一瓶頸問題,我們采用高溫高壓技術(shù)制備了碲（Te）元素摻雜黑磷。基于機械剝離碲摻雜黑磷晶體,制備出一系列場效應(yīng)晶體管,將其在大氣環(huán)境下進行暴露測試研究后,發(fā)現(xiàn)碲元素摻雜以后,不僅大幅改善層狀黑磷晶體的環(huán)境穩(wěn)定性,而且顯著提高其電學(xué)性能;同時結(jié)合理論計算,確定了抑制黑磷降解的機理,為解決二維黑磷晶體環(huán)境穩(wěn)定性差這一關(guān)鍵性問題提出... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 黑磷的結(jié)構(gòu)及基本性質(zhì)
        1.2.1 磷的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變
        1.2.2 黑磷的結(jié)構(gòu)
        1.2.3 黑磷的基本性質(zhì)
    1.3 塊狀黑磷的合成方法
    1.4 少層黑磷的制備方法
        1.4.1 機械剝離
        1.4.2 液相解離
    1.5 黑磷的應(yīng)用
    1.6 GeP5的簡介
    1.7 本文的研究內(nèi)容和研究意義
第2章 黑磷的合成及性能研究
    2.1 引言
    2.2 黑磷的合成
    2.3 體相黑磷的電學(xué)性能研究
    2.4 少層黑磷場效應(yīng)晶體管
        2.4.1 器件制備過程
        2.4.2 黑磷場效應(yīng)晶體管的電學(xué)特性表征
    2.5 原子力顯微鏡研究少層黑磷的環(huán)境穩(wěn)定性
    2.6 X射線光電子能譜分析(XPS)研究黑磷的環(huán)境穩(wěn)定性
    2.7 本章小結(jié)
第3章 碲元素摻雜黑磷場效應(yīng)管性能研究
    3.1 引言
    3.2 碲摻雜黑磷的合成及表征
        3.2.1 樣品制備
        3.2.2 碲摻雜黑磷結(jié)構(gòu)表征
        3.2.3 碲摻雜黑磷場效應(yīng)晶體管的輸運性質(zhì)研究
        3.2.4 碲摻雜黑磷場效應(yīng)晶體管環(huán)境穩(wěn)定性研究
        3.2.5 原子力顯微鏡研究碲摻雜黑磷納米片的時效性
        3.2.6 核磁共振譜研究碲摻雜黑磷的時效性
        3.2.7 碲摻雜黑磷第一性原理計算
    3.3 本章小結(jié)
第4章 黑磷和碳納米管復(fù)合膜儲能性能研究
    4.1 引言
    4.2 黑磷全固態(tài)超級電容器的不足
    4.3 黑磷納米片和碳納米管復(fù)合膜的制備與表征
    4.4 黑磷納米片和碳納米管復(fù)合膜柔性超級電容器性能研究
        4.4.1 黑磷納米片和碳納米管復(fù)合膜柔性超級電容器的組裝
        4.4.2 黑磷納米片和碳納米管復(fù)合膜柔性超級電容器性能測試
    4.5 本章小結(jié)
第5章 高壓合成五磷化鍺及其儲能性能研究
    5.1 引言
    5.2 大塊GeP5高壓合成及結(jié)構(gòu)表征
    5.3 GeP5超級電容器性能研究
        5.3.1 GeP5納米片溶液的制備
        5.3.2 GeP5納米片結(jié)構(gòu)表征
        5.3.3 GeP5超級電容器的組裝
        5.3.4 GeP5超級電容器的性能測試
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
附錄 層狀硒化銦與碘化鉻的合成與結(jié)構(gòu)表征
    S.1 層狀硒化銦的合成與結(jié)構(gòu)表征
        S.1.1 引言
        S.1.2 InSe的合成與結(jié)構(gòu)表征
    S.2 層狀碘化鉻的合成與磁性測試
        S.2.1 引言
        S.2.2 CrI3的結(jié)構(gòu)與磁性表征
    S.3 本章小結(jié)
攻讀博士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝


【參考文獻】：
博士論文
[1]β-MNCl體系超導(dǎo)電性與黑磷單晶生長研究[D]. 葉國俊.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016



本文編號：3269075