石墨烯的優(yōu)異性能引發(fā)了科研人員研究二維材料的熱情。二維過渡金屬硫族化合物制備方法多樣,包括機(jī)械剝離法、電化學(xué)剝離法、液相超聲剝離法、水熱(溶劑熱)法和化學(xué)氣相沉積法(CVD)等等�；瘜W(xué)氣相沉積法可以通過調(diào)整系列生長(zhǎng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)材料尺寸及層數(shù)的可控生長(zhǎng),能制備出高品質(zhì)、大面積單層的二維材料,是被寄予厚望的最有可能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的制備方法。此外,化學(xué)氣相沉積法還可以通過引入外源材料實(shí)現(xiàn)特定摻雜或修飾。本文通過氯化鈉輔助的化學(xué)氣相沉積法成功制得了單層MoS₂和WS₂材料,并對(duì)其生長(zhǎng)的影響因素(生長(zhǎng)溫度、生長(zhǎng)時(shí)間、鹵化物種類及加入比例、載氣的流量等)進(jìn)行了系列研究,確定了在本實(shí)驗(yàn)體系下二維MoS₂和WS₂的最佳生長(zhǎng)條件。并通過光學(xué)顯微鏡、透射電子顯微鏡、拉曼光譜及原子力顯微鏡等對(duì)制備的單層MoS₂和WS₂進(jìn)行了詳盡的表征和分析。當(dāng)然,化學(xué)氣相沉積法制備二維TMDs不可避免的存在一些不足。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),制備二維的TMDs的晶體結(jié)構(gòu)中普遍存在一些先天缺陷,像原子錯(cuò)位、空缺、...

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 過渡金屬硫化物材料概述
        1.2.1 載流子輸運(yùn)和散射機(jī)制
        1.2.2 二硫化鉬和二硫化鎢的電學(xué)性質(zhì)
        1.2.3 二硫化鉬和二硫化鎢的光學(xué)性質(zhì)
        1.2.4 二硫化鉬和二硫化鎢的力學(xué)性質(zhì)
    1.3 二維過渡金屬硫族化合物的制備方法
        1.3.1 機(jī)械剝離法
        1.3.2 鋰離子插層剝離法
        1.3.3 液相剝離法
        1.3.4 水熱法和溶劑熱法
        1.3.5 化學(xué)氣相沉積法
        1.3.6 其它合成方法
    1.4 二維過渡金屬硫化物的應(yīng)用
        1.4.1 場(chǎng)效應(yīng)晶體管應(yīng)用
        1.4.2 發(fā)光二極管應(yīng)用
        1.4.3 傳感器應(yīng)用
        1.4.4 鋰電池及超級(jí)電容器方面的應(yīng)用
        1.4.5 谷電子學(xué)中的應(yīng)用
        1.4.6 催化方面的應(yīng)用
    1.5 論文選題與設(shè)計(jì)思路
第二章 實(shí)驗(yàn)材料及單層二硫化鉬和二硫化鎢的制備
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案
    2.4 最佳生長(zhǎng)條件的探索實(shí)驗(yàn)
        2.4.1 氯化鈉配比的實(shí)驗(yàn)
        2.4.2 反應(yīng)溫度和時(shí)間的實(shí)驗(yàn)
        2.4.3 氬載氣流量的實(shí)驗(yàn)
        2.4.4 硫加熱溫度的實(shí)驗(yàn)
    2.5 單層二硫化鉬和二硫化鎢的制備實(shí)驗(yàn)
第三章 單層二硫化鉬和二硫化鎢的表征分析
    3.1 引言
    3.2 光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡表征
    3.3 拉曼光譜表征分析
    3.4 光致發(fā)光光譜表征分析
    3.5 透射電子顯微鏡表征分析
    3.6 原子力顯微鏡表征
    3.7 本章小結(jié)
第四章 單層二硫化鉬和二硫化鎢晶界的原位光學(xué)表征
    4.1 引言
    4.2 晶體缺陷的種類
    4.3 晶體缺陷對(duì)材料性能影響
        4.3.1 點(diǎn)缺陷對(duì)材料性能的影響
        4.3.2 線缺陷對(duì)材料性能的影響
        4.3.3 面缺陷對(duì)材料性能的影響
    4.4 單層二硫化鉬和二硫化鎢晶界的表征分析
        4.4.1 原子尺度的晶界表征
        4.4.2 毫米尺度的晶界表征
    4.5 金沉積法表征單層二硫化鉬和二硫化鎢的晶界
        4.5.1 實(shí)驗(yàn)操作
        4.5.2 金沉積厚度對(duì)晶界表征效果的影響
        4.5.3 退火溫度對(duì)晶界表征效果的影響
        4.5.4 退火時(shí)間對(duì)晶界表征效果的影響
        4.5.5 不同退火氣氛對(duì)晶界表征效果的影響
        4.5.6 實(shí)驗(yàn)表征分析
    4.6 金沉積法普適性探究
    4.7 本章小結(jié)
第五章 二硫化鉬和二硫化鎢的轉(zhuǎn)移及電學(xué)性能研究
    5.1 引言
    5.2 二維TMDs材料在場(chǎng)效應(yīng)晶體管上應(yīng)用研究進(jìn)展
    5.3 化學(xué)氣相沉積法生長(zhǎng)的TMDs材料的轉(zhuǎn)移
    5.4 單層二硫化鉬場(chǎng)效應(yīng)晶體管的構(gòu)建與測(cè)試
        5.4.1 目標(biāo)二硫化鉬的轉(zhuǎn)移
        5.4.2 單層二硫化鉬場(chǎng)效應(yīng)晶體管的制備
        5.4.3 單層二硫化鉬場(chǎng)效應(yīng)晶體管的性能測(cè)試
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3824977