與零帶隙的石墨烯不同,過(guò)渡族金屬硫?qū)倩镉捎谄洫?dú)特的性質(zhì),比如光學(xué)透明、高載流子遷移率和廣泛可調(diào)的帶隙等,引起了材料學(xué)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。目前,二維純相層狀P型半導(dǎo)體很少,WSe2是其中一種,且在空氣中的穩(wěn)定性很好。WSe2薄膜在場(chǎng)效應(yīng)晶體管、光電探測(cè)器、氣體傳感器、壓電傳感器和光伏太陽(yáng)能電池等方面有巨大的應(yīng)用前景,是構(gòu)筑下一代電子學(xué)、光電子學(xué)器件的理想材料。實(shí)現(xiàn)WSe2大面積、高質(zhì)量、層數(shù)可控制備是應(yīng)用研究的基礎(chǔ)。本論文主要圍繞WSe2薄膜的尺寸與層數(shù)可控制備、表征、電學(xué)性能和光電探測(cè)性能開(kāi)展了系統(tǒng)的研究。（1）采用化學(xué)氣相沉積法（CVD）,以Se丸為硒源,WO3粉末為鎢源,Si/SiO2（300nm）為生長(zhǎng)基底,Ar/H2混合氣體為載運(yùn)氣體,通過(guò)調(diào)控生長(zhǎng)工藝,制備出不同層數(shù)的WSe2薄膜以及單層和雙層WSe2連續(xù)大面積薄膜。研究結(jié)果表明,不同的生長(zhǎng)工藝參數(shù),對(duì)樣品的形貌、尺寸和層數(shù)有著較大的影響。通過(guò)調(diào)控實(shí)驗(yàn)參數(shù),生長(zhǎng)的一層到五層WSe2薄膜最大尺寸分別可達(dá)到500μm、320μm、280μm、200μm和150μm;帶隙從直接帶隙1.62 eV過(guò)渡到間接帶隙1.53 eV。并通過(guò)熒光... 

【文章來(lái)源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

過(guò)渡族金屬硫?qū)倩铮═MDCs）層狀結(jié)構(gòu)示意圖，（X原子代表硫?qū)僮逶兀琈原子代表過(guò)渡族元素）

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文2在電學(xué)性能方面表現(xiàn)出三種類(lèi)型，例如二硫化釩（VS2）和二硒化鈮（NbSe2）是金屬性[17,18]；二硒化鎢（WSe2）和二硒化鉬（MoSe2）[19]，呈現(xiàn)非常典型的半導(dǎo)體特性[20,21]；二硫化鉿（HfS2）則呈絕緣性。并且過(guò)渡族金屬硫?qū)倩锏娜髦味讯饨Y(jié)構(gòu)是研究柔性光電子學(xué)[22]和構(gòu)筑未來(lái)光電子器件[23,24]的理想材料，為物理學(xué)的研究與發(fā)展提供了素材。圖1-1元素周期表，組成TMDCs的元素已被標(biāo)出[14]圖1-2過(guò)渡族金屬硫?qū)倩铮═MDCs）層狀結(jié)構(gòu)示意圖，（X原子代表硫?qū)僮逶兀琈原子代表過(guò)渡族元素）1.2二硒化鎢二硒化鎢是過(guò)渡族金屬硫?qū)倩铮═MDCs）中非常具有代表性的半導(dǎo)體材料。二硒化鎢是目前研究最為廣泛的半導(dǎo)體材料之一，它與其它的半導(dǎo)體材料在電學(xué)方面有所不同，二硒化鎢具備p型、n型或p-n型導(dǎo)電特性，其導(dǎo)電特性與層數(shù)有關(guān)。正是由于這個(gè)性能，使得單一材料互補(bǔ)邏輯電路的制備成為可能。且自然界中分布

第1章緒論3廣泛并具有優(yōu)異的物理化學(xué)性能。1.2.1二硒化鎢的晶體結(jié)構(gòu)單層二硒化鎢的厚度為0.7納米左右，包含三層原子是典型的三明治結(jié)構(gòu)。上層和下層為硫族元素Se原子，中間層為過(guò)渡金屬W原子，形成六方晶體結(jié)構(gòu)。并且層內(nèi)Se原子與W原子以共價(jià)鍵結(jié)合，依據(jù)硒原子層與鎢原子層的堆疊形式，Se原子與W原子可以配位成八面體或三棱柱結(jié)構(gòu)。通過(guò)查閱大量的文獻(xiàn)可知過(guò)渡族金屬硫?qū)倩衔锊皇侵挥幸环N單一的堆疊形式，可能有三種不同的堆疊結(jié)構(gòu)，分別為1T、2H、3R。其中字母代表三種不同的晶系，字母T、H、R分別代表三角晶系，六方晶系和菱方晶系。數(shù)字表示二硒化鎢晶胞結(jié)構(gòu)中Se-W-Se結(jié)構(gòu)的個(gè)數(shù)。如圖1-3所示，左邊第一個(gè)晶體結(jié)構(gòu)示意圖為六方對(duì)稱和配位方式為三棱柱的2H晶體結(jié)構(gòu)，其重復(fù)單元為兩個(gè)原子層。中間為菱形對(duì)稱和配位方式為三棱柱的3R晶體結(jié)構(gòu)，其重復(fù)單元為三個(gè)原子層。最右邊為四方對(duì)稱和配位方式為八面體的1T結(jié)構(gòu)，其重復(fù)單元為一個(gè)原子層。并且三種相之間可在外界刺激或者化學(xué)處理下發(fā)生相變，這有利于我們更加全面的研究材料物理化學(xué)性能。例如在自然界中，MoS2以2H晶系結(jié)構(gòu)存在，堆疊方式為ABABAB的形式。但是人工合成的MoS2為3R晶系結(jié)構(gòu)，堆疊方式為ABCABCABC的形式。而單層WSe2材料以八面體相和三角棱柱相存在。圖1-3WSe2的三種結(jié)構(gòu)示意圖[24]（X為Se原子，M為W原子）a為晶格常數(shù)

【參考文獻(xiàn)】：
碩士論文
[1]大尺寸二硒化鎢薄膜的CVD法可控制備及其光學(xué)性質(zhì)研究[D]. 項(xiàng)昂之.蘭州大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3556484