過渡族金屬硫族化合物（TMD）因為具有類石墨烯的結(jié)構(gòu)和卓越的光電性能,近年來引起了人們廣泛的關(guān)注。隨著二維單層與多層TMD材料的成功制備,人們發(fā)現(xiàn)了其具有許多優(yōu)異的性能。比如TMD材料具有理想的帶隙和較高的載流子遷移率,未來可用于制作新型的光電二極管并在集成電子器件領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。高壓可以有效縮短相鄰原子之間的距離,提高鄰近電子軌道的重合度,改變電子自旋,引發(fā)電子結(jié)構(gòu)相變,甚至?xí)鹪拥闹匦屡帕?促使材料發(fā)生結(jié)構(gòu)相變。目前TMD材料的高壓研究是一個相對較新的領(lǐng)域,尤其是在單層和少層TMD材料的高壓研究方面缺少系統(tǒng)的研究,而這一研究能為我們探索TMD材料的新結(jié)構(gòu)、新性質(zhì)及其變化規(guī)律提供一個新的途徑。作為一種典型的TMD材料,二硒化鎢（WSe₂）由于具有強熒光性能、雙極輸運性能、光敏和光電性能,在新型的光電設(shè)備、新型的儲能材料等應(yīng)用領(lǐng)域吸引了廣泛的關(guān)注。二硒化鎢分子層內(nèi)由Se-W-Se原子共價結(jié)合,層與層之間通過范德瓦爾斯力結(jié)合。在壓力作用下層間距很容易隨外加壓力改變,從而改變微觀晶體結(jié)構(gòu)來影響層間及層內(nèi)相互作用。那么,通過對單層或雙層等固定層數(shù)的二維層狀物質(zhì)進(jìn)行... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

1雙層2H-WSe2的晶體結(jié)構(gòu)示意圖

與石墨烯相比 TMD 材料具有一定寬度的的能帶帶隙[61-63]。以 WSe2為例, 圖1.1.2 為利用第一性原理模擬的能帶結(jié)構(gòu)圖，其中 Γ 點為布里淵區(qū)的中心，Κ 點和 Μ 點為布里淵區(qū)的高對稱點。從圖中可以看到體材料 WSe2為間接帶隙半導(dǎo)體，帶隙寬度為 0.95eV。隨著分子層數(shù)的減少，WSe2的帶隙寬度逐漸增大，三層和雙層分別為 1.10 eV 和 1.20 eV。然而當(dāng)分子層數(shù)減少為單層時，單層 WSe2

圖 1.2.1 活塞圓筒式金剛石對頂砧壓機的原理示意圖。除了上述的技術(shù)原理之外，高壓實驗還涉及到使用傳壓介質(zhì)來傳遞靜水壓使用標(biāo)壓材料來標(biāo)定壓力[88-90]。傳壓介質(zhì)需要具備以下幾個條件：無毒無學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定；不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；傳壓介質(zhì)信號不能干擾樣品信號；靜水壓效果好。通常來說可作為傳壓介質(zhì)的包括甲乙醇混合溶液、 (HiO(CH3)2]nSi(CH3)型硅油、惰性氣體單質(zhì)等。綜合考慮到上述條件的限制以濟因素考量，本論文的高壓實驗選取的傳壓介質(zhì)為液態(tài)氬。標(biāo)壓材料的選取慮選定材料能穩(wěn)定高效的標(biāo)定壓力。目前有許多類型的標(biāo)壓材料，最簡單最的就是利用紅寶石的 R1線熒光峰標(biāo)壓。用于標(biāo)壓的紅寶石的主要成分為摻 0.5%Cr 的 Al2O3。當(dāng)用激光照射紅寶石時會出現(xiàn)兩個強熒光峰 R1和 R2，其峰位分別為 692.7 nm 和 694.2nm，隨著壓力的增大，R1和 R2會線性紅rmarini 等人經(jīng)過研究表明在靜水壓條件下且壓力小于 30 GPa 時, R1熒光


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