過(guò)去的十年見(jiàn)證了二維(Two-dimensional,2D)材料領(lǐng)域的巨大投入以及其在基礎(chǔ)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)上取得的顯著成果。其中垂直堆疊構(gòu)成的二維異質(zhì)結(jié)由于兩種材料擁有不同的禁帶寬度、電子親和能、介電常數(shù)、吸收系數(shù)等物理參數(shù),表現(xiàn)出許多不同于單一二維材料的新型物理性能,為現(xiàn)代新材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用帶來(lái)了新的曙光。而二維異質(zhì)結(jié)的晶格結(jié)構(gòu)、界面接觸以及載流子遷移率等通常會(huì)受到異質(zhì)結(jié)中兩種結(jié)構(gòu)的耦合作用以及襯底對(duì)材料的耦合作用影響,從而在基于二維材料及其異質(zhì)結(jié)的光電探測(cè)器、傳感器、發(fā)光二極管等研發(fā)中引入許多未知因素。因此,對(duì)垂直堆疊的二維異質(zhì)結(jié)層間耦合以及襯底耦合效應(yīng)的研究分析具有非常重要的意義。然而,對(duì)于二維材料的耦合作用至今缺乏系統(tǒng)性研究。本論文針對(duì)這個(gè)亟待解決的問(wèn)題,圍繞二維過(guò)渡金屬硫化物,對(duì)其耦合效應(yīng)進(jìn)行了一系列研究。其中包括:基于二維原子晶體的襯底耦合效應(yīng)研究,基于單層MoS₂、WS₂和WSe₂異質(zhì)結(jié)的層間耦合調(diào)控,以及過(guò)渡金屬硫化物和絕緣二維材料的耦合研究,并在以下幾方面取得了階段性的進(jìn)展:1.構(gòu)建了基于襯底與二維原子晶...

【文章頁(yè)數(shù)】：187 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
論文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 過(guò)渡金屬硫化物研究現(xiàn)狀
        1.2.1 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介
        1.2.2 聲子振動(dòng)特性
        1.2.3 發(fā)光特性
        1.2.4 基于過(guò)渡金屬硫化物的晶體管研究
        1.2.5 二維光電探測(cè)器
    1.3 論文的研究意義及主要內(nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 二維過(guò)渡金屬硫化物的制備方法和表征手段
    2.1 過(guò)渡金屬硫化物的制備方法介紹
        2.1.1 機(jī)械剝離法
        2.1.2 化學(xué)氣相沉積法
    2.2 研究使用表征手段簡(jiǎn)介
        2.2.1 Raman光譜表征手段
        2.2.2 PL躍遷表征手段
        2.2.3 基于原子力顯微鏡的表征手段
        2.2.4 TEM表征手段
    2.3 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 基于原子層厚度二維材料的襯底耦合效應(yīng)研究
    3.1 引言
    3.2 特征原子晶體的合成及建模方法簡(jiǎn)介
        3.2.1 特征原子晶體的合成過(guò)程
        3.2.2 理論計(jì)算方法介紹
    3.3 殘余畸變的發(fā)現(xiàn)
    3.4 基于溫度依賴聲子頻率的襯底耦合分析
        3.4.1 特征樣品的變溫Raman光譜
        3.4.2 線性分析模型
        3.4.3 差值分析模型
    3.5 不匹配效應(yīng)導(dǎo)致的晶格無(wú)序現(xiàn)象
        3.5.1 基于溫度變化的PL光譜
        3.5.2 特征樣品的躍遷特性分析
    3.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 基于過(guò)渡金屬硫化物異質(zhì)結(jié)的層間耦合調(diào)控
    4.1 引言
    4.2 異質(zhì)結(jié)的合成轉(zhuǎn)移及理論模擬介紹
        4.2.1 單層MoS₂,WS₂和WSe₂的制備
        4.2.2 基于聚苯乙烯的轉(zhuǎn)移方法
        4.2.3 理論計(jì)算方法
    4.3 異質(zhì)結(jié)的形貌及聲子振動(dòng)特征
        4.3.1 MoS₂-WS₂的形貌及聲子振動(dòng)
        4.3.2 MoS₂-WSe₂的形貌及聲子振動(dòng)
        4.3.3 WS₂-WSe₂的形貌及聲子振動(dòng)
    4.4 電子能帶結(jié)構(gòu)
        4.4.1 MoS₂-WS₂的能帶結(jié)構(gòu)特征
        4.4.2 MoS₂-WSe₂的能帶結(jié)構(gòu)特征
        4.4.3 WS₂-WSe₂的能帶結(jié)構(gòu)特征
    4.5 退火對(duì)層間耦合的影響
        4.5.1 退火對(duì)MoS₂-WS₂層間耦合的影響
        4.5.2 退火對(duì)MoS₂-WSe₂層間耦合的影響
        4.5.3 退火對(duì)WS₂-WSe₂層間耦合的影響
    4.6 激光對(duì)層間耦合的影響
    4.7 溫度變化對(duì)層間耦合的調(diào)控
        4.7.1 溫度變化對(duì)MoS₂-WS₂層間耦合的調(diào)控
        4.7.2 溫度變化對(duì)MoS₂-WSe₂層間耦合的調(diào)控
        4.7.3 溫度變化對(duì)WS₂-WSe₂層間耦合的調(diào)控
    4.8 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 基于過(guò)渡金屬硫化物和絕緣二維材料異質(zhì)結(jié)的層間耦合調(diào)控
    5.1 引言
    5.2 WS₂-MG(OH)₂制備及理論計(jì)算方法
        5.2.1 WS₂-Mg(OH)₂的制備方法
        5.2.2 計(jì)算方法
    5.3 絕緣二維MG(OH)₂和WS₂的形貌特征
        5.3.1 Mg(OH)₂的形貌及聲子振動(dòng)特征
        5.3.2 WS₂的形貌及聲子振動(dòng)特征
    5.4 WS₂-MG(OH)₂的表面電勢(shì)調(diào)控及能帶特征
        5.4.1 WS₂-Mg(OH)₂的表面電勢(shì)調(diào)控
        5.4.2 WS₂-Mg(OH)₂的能帶結(jié)構(gòu)及躍遷特性
    5.5 不同厚度的MG(OH)₂對(duì)WS₂的耦合作用
    5.6 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
附錄Ⅰ 圖表清單
附錄Ⅱ 攻讀博士學(xué)位期間科研成果
附錄Ⅲ 致謝



本文編號(hào)：3773862