近十年來,二維材料由于其獨特的物性優(yōu)勢,如原子級厚度（電子態(tài)易于調(diào)控）、層間范德瓦爾斯力（異質(zhì)結(jié)界面無晶格失配）和豐富的電子能帶（覆蓋整個電磁波譜）等,被不斷深入地研究,已在下一代納米電子和光電子領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力與應(yīng)用前景。穩(wěn)定的過渡金屬硫族化合物作為二維材料的典型代表,具有帶隙可調(diào)、較大的光吸收系數(shù)和各向異性等特點,為實現(xiàn)具有寬波段響應(yīng)、高帶寬和偏振敏感的光電探測器提供一條可行的技術(shù)路線。然而,過渡金屬硫族化合物中存在大量的缺陷（空位缺陷）,極大地限制了載流子的輸運與光生電子-空穴對的收集效率,這使探測器的核心性能指標如比探測率和響應(yīng)速度等,與預(yù)期水平相差甚遠�；诖�,本論文從光電探測器的機理出發(fā),開展了過渡金屬硫族化合物光導(dǎo)型和電荷轉(zhuǎn)移摻雜、靜電摻雜和原子取代摻雜調(diào)控的光伏型探測器制備與機理研究,為實現(xiàn)高靈敏、高信噪比、快速響應(yīng)和室溫工作的光電探測器技術(shù)奠定重要基礎(chǔ)。具體內(nèi)容如下:1.過渡金屬硫族化合物光導(dǎo)型探測器的制備與機理研究。通過化學(xué)氣相傳輸生長Pt S₂單晶,基于機械剝離和微納加工方法制備了Pt S₂光電探測器,其光電探測器在... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所)上海市

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

從左到右變大，二維材料的帶隙逐漸變大，從半金屬的石墨烯，到半導(dǎo)體的黑[12]

第1章緒論3圖1.2各種類型半導(dǎo)體材料的帶隙和吸收系數(shù)的比較[15]。Figure1.2Comparisonofenergybandgaps(eV)andabsorptioncoefficients(cm-1)foravarietyofsemiconductormaterials[15].二維材料的表面是天然鈍化的，沒有懸掛鍵，且層間的范德瓦爾斯力作用允許不同類型的二維材料與其他維度的材料之間隨意堆疊，不受晶格失配的影響。如圖1.3所示，是各種類型的范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)。二維材料不僅能與二維材料形成異質(zhì)結(jié)，還能與量子點、納米線、納米帶和體材料形成異質(zhì)結(jié)[12,19-21]。這確保在電子和光電子領(lǐng)域，各類二維材料異質(zhì)結(jié)的構(gòu)建和二維材料的集成[22,23]。弱的范德瓦爾斯力解決材料生長中依賴于襯底的關(guān)鍵問題[24,25]。二維材料的生長不需要考慮與襯底的晶格匹配，能生長在各種的襯底上，與后期器件的制備工藝能更好的兼容。圖1.3各種類型的范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)[12]。二維材料與（a）零維量子點或納米顆粒，（b）一維納米線，（c）一點五維納米帶，（e）三維體材料，（f）二維材料。Figure1.3VariousvanderWaalsheterostructures[12].2Dmaterialsand(a)0Dquantumdotsor

第1章緒論3圖1.2各種類型半導(dǎo)體材料的帶隙和吸收系數(shù)的比較[15]。Figure1.2Comparisonofenergybandgaps(eV)andabsorptioncoefficients(cm-1)foravarietyofsemiconductormaterials[15].二維材料的表面是天然鈍化的，沒有懸掛鍵，且層間的范德瓦爾斯力作用允許不同類型的二維材料與其他維度的材料之間隨意堆疊，不受晶格失配的影響。如圖1.3所示，是各種類型的范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)。二維材料不僅能與二維材料形成異質(zhì)結(jié)，還能與量子點、納米線、納米帶和體材料形成異質(zhì)結(jié)[12,19-21]。這確保在電子和光電子領(lǐng)域，各類二維材料異質(zhì)結(jié)的構(gòu)建和二維材料的集成[22,23]。弱的范德瓦爾斯力解決材料生長中依賴于襯底的關(guān)鍵問題[24,25]。二維材料的生長不需要考慮與襯底的晶格匹配，能生長在各種的襯底上，與后期器件的制備工藝能更好的兼容。圖1.3各種類型的范德瓦爾斯異質(zhì)結(jié)[12]。二維材料與（a）零維量子點或納米顆粒，（b）一維納米線，（c）一點五維納米帶，（e）三維體材料，（f）二維材料。Figure1.3VariousvanderWaalsheterostructures[12].2Dmaterialsand(a)0Dquantumdotsor

【參考文獻】：
期刊論文
[1]二維材料偏振響應(yīng)光電探測[J]. 羅曼,吳峰,張莉麗,王芳,胡偉達.  南通大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(03)
[2]具有變革性特征的紅外光電探測器[J]. 胡偉達,李慶,陳效雙,陸衛(wèi).  物理學(xué)報. 2019(12)
[3]Enhanced photoresponsivity and hole mobility of MoTe2 phototransistors by using an Al2O3 high-κ gate dielectric[J]. Wenjie Chen,Renrong Liang,Jing Wang,Shuqin Zhang,Jun Xu.  Science Bulletin. 2018(15)



本文編號：3113155