本文關(guān)鍵詞：二硫化錫二維材料的制備與表征及電學性能研究

  更多相關(guān)文章： 二維材料 薄層 二硫化錫 機械剝離 背柵 場效應(yīng)晶體管

【摘要】：自從石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來,二維材料以其特殊的性質(zhì)引起了人們的極大關(guān)注。目前,有關(guān)二維材料的研究已經(jīng)超出石墨烯材料本身,逐步擴展到具有石墨烯層狀結(jié)構(gòu)的其他材料。硫族金屬化合物因其具有類似的層狀結(jié)構(gòu),愈來愈受到研究人員的重視。本文所介紹的二硫化錫(SnS2)就是這樣一種材料,其層與層之間沒有形成化學鍵,僅靠微弱的范德瓦耳斯力結(jié)合,可以被制備成二維材料。這里,我們用機械剝離石墨烯的方法制備了多個SnS2薄層樣品。通過原子力顯微鏡的表征,確定了最薄的樣品厚度為3 nm,層數(shù)在4層左右。在對不同厚度樣品進行拉曼光譜表征過程中,觀測到SnS2的特征峰位置隨材料厚度減小發(fā)生移動和分裂的特殊現(xiàn)象,確定了被測樣品的晶格類型。利用微器件加工工藝,我們用4層的SnS2樣品作為溝道材料,制備了一個場效應(yīng)晶體管,并對其電學性能做了表征。結(jié)果表明：作為溝道材料的SnS2樣品為n型半導體。在室溫條件下,背柵結(jié)構(gòu)的器件中,閾值電壓小于25 V,開關(guān)比超過4×104,載流子遷移率大于0.1 cm2V-1s-1。
【關(guān)鍵詞】：二維材料 薄層 二硫化錫 機械剝離 背柵 場效應(yīng)晶體管
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ134.32
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 引言10-19
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 類石墨烯二維硫族化合物的研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 維材料的制備方法12-13
• 1.2.2 維硫族化合物材料在器件上的應(yīng)用13-14
• 1.2.3 維硫族金屬化合物中載流子輸運和散射機制的研究14-16
• 1.2.4 電子自旋、軌道和谷極化作用研究16
• 1.3 二硫化錫(SnS_2)的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 本文研究的目的和意義17-18
• 1.5 論文的結(jié)構(gòu)與安排18-19
• 2 機械剝離法制備單層SnS_219-26
• 2.1 SnS_2的基本性質(zhì)19
• 2.2 單層材料制備方法19-20
• 2.3 實驗材料與儀器20
• 2.4 材料的制備過程20-24
• 2.4.1 襯底清洗20-21
• 2.4.2 剝離方法21
• 2.4.3 疑似單層樣品的定位方法21-23
• 2.4.4 光學顯微鏡下樣品厚度的初步確定23-24
• 2.5 影響樣品制備的關(guān)鍵因素總結(jié)24-26
• 3 樣品的表征26-39
• 3.1 原子力顯微鏡表征26-34
• 3.1.1 工作原理27
• 3.1.2 原子力顯微鏡的成像模式及特點27-28
• 3.1.3 不同襯底粗糙度表征的結(jié)果28-29
• 3.1.4 硅襯底表面薄層樣品厚度的具體分析29-34
• 3.2 拉曼光譜表征34-38
• 3.2.1 拉曼光譜表征的基本原理34-35
• 3.2.2 表征結(jié)果35-38
• 3.3 表征結(jié)果與討論38-39
• 4 基于SnS_2薄層的場效應(yīng)晶體管的制備與表征39-47
• 4.1 場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)和原理39-40
• 4.2 基于SnS_2薄層的場效應(yīng)晶體管的制備40-42
• 4.2.1 場效應(yīng)晶體管的微加工工藝41-42
• 4.3 器件的電學性能測試42-46
• 4.3.1 轉(zhuǎn)移特性曲線測試及載流子遷移率計算43-44
• 4.3.2 輸出特性曲線及器件開關(guān)比計算44-46
• 4.4 測試結(jié)果總結(jié)46-47
• 5 結(jié)論與未來工作展望47-48
• 參考文獻48-52
• 作者簡歷52-54
• 學位論文數(shù)據(jù)集54

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本文編號：586738