铼基过渡金属硫族化合物合金的制备及其光电性质研究

发布时间：2025-05-04 21:47

　　二维过渡金属硫族化合物（2D TMDs）由于其优异的理化性质近年来在电子、光电子和催化等众多基础研究领域备受关注。其中,在微电子器件领域,TMDs半导体材料受量子限域效应的影响表现出直接带隙跃迁、较高的载流子迁移率以及高开关比等优势。为了开发二维半导体材料的全部潜能,使其能够在电子和光电子领域得到更好地应用,需要对其带隙和电子特性进行精确控制。因此,近年来研究者们试图将二维半导体材料晶格中掺杂异原子构筑合金材料,以期实现二维半导体材料能带隙和电学属性等方面的调控,来满足现代电子器件的需求。特别是,近年来,研究者们将具有不同性质的二维TMDs材料合金化,构筑出了一系列新型的二维半导体合金材料,并且发现了一系列优异的物理和化学性质。然而,目前大部分关于二维合金材料的研究都仅停留在同相材料之间,这些同相材料合金化后其性质的调控被限制在一定范围内,无法实现性质的突破性改变。鉴于二维TMDs材料具有不同的相结构,在二维TMDs合金中引入相结构这个变量,将给其合金结构与性质调控增加一个新的自由度。本论文设计通过化学气相沉积生长法将具有高度对称性的2H相MoS₂与低对称性的1T'...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 二维TMDs材料简介
        1.2.1 二维TMDs材料的结构
        1.2.2 二维TMDs材料的性质
        1.2.3 二维TMDs材料的制备方法
        1.2.4 二维TMDs材料的应用
    1.3 二维合金材料简介
        1.3.1 二维合金材料的结构与性质
        1.3.2 二维合金材料的应用
        1.3.3 二维合金材料的制备
    1.4 二维材料光电探测器
        1.4.1 二维场效应晶体管器件的结构
        1.4.2 二维光电探测器的工作原理
        1.4.3 二维TMDs光电探测器的发展趋势
    1.5 论文的研究意义及主要研究内容
        1.5.1 论文的研究意义
        1.5.2 论文的主要研究内容
第二章 实验原料、设备及分析表征技术
    2.1 实验原料与试剂
    2.2 实验仪器及设备
    2.3 二维铼基TMDs合金材料的化学气相沉积(CVD)生长系统
    2.4 二维铼基TMDs合金材料的分析方法
        2.4.1 二维铼基合金材料的形貌分析
        2.4.2 二维铼基合金材料的光谱性质分析
        2.4.3 二维铼基合金材料的结构性质分析
        2.4.4 二维铼基合金材料的组份分析
        2.4.5 二维铼基合金材料各向异性特性分析
    2.5 二维铼基TMDs合金材料的电学与光电性能测试
        2.5.1 二维材料电子器件的制备
        2.5.2 二维材料电学及光电性能测试系统
第三章 二维Mo_xRe_1-xS₂合金的制备及其晶相和能带工程
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验的设计思想
        3.2.2 CVD生长法可控制备Mo_xRe_1-xS₂合金材料
    3.3 Mo_xRe_1-xS₂合金的形貌分析
        3.3.1 生长温度对Mo_xRe_1-xS₂合金生长的影响
        3.3.2 不同晶相单层Mo_xRe_1-xS₂合金的形貌特征
    3.4 不同晶相单层Mo_xRe_1-xS₂合金的光谱性质
        3.4.1 单层Mo_xRe_1-xS₂合金的拉曼光谱表征
        3.4.2 单层Mo_xRe_1-xS₂合金的光致发光光谱表征
        3.4.3 单层Mo_xRe_1-xS₂合金的组份分析
        3.4.4 单层Mo_xRe_1-xS₂合金能带隙与组份的关系
    3.5 单层Mo_xRe_1-xS₂合金材料的原子尺度结构分析
        3.5.1 单层Mo_xRe_1-xS₂合金组成分析
        3.5.2 不同晶相Mo_xRe_1-xS₂合金的结构及原子分布
    3.6 本章小结
第四章 二维Mo_xRe_1-xS₂合金的电学和光电性质
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验的设计思想
        4.2.2 Mo_xRe_1-xS₂合金样品场效应晶体管器件的构筑
        4.2.3 Mo_xRe_1-xS₂合金场效应晶体管器件的测试方法
    4.3 Mo_xRe_1-xS₂合金材料的电学输运性质
        4.3.1 Mo_xRe_1-xS₂合金场效应晶体管的输出特性
        4.3.2 Mo_xRe_1-xS₂合金场效应晶体管的转移特性
    4.4 Mo_xRe_1-xS₂合金材料的光电性质
        4.4.1 Mo_xRe_1-xS₂合金光电探测器的基本原理
        4.4.2 不同功率下Mo_xRe_1-xS₂合金光电探测器的电流-电压特性
        4.4.3 不同波长下Mo_xRe_1-xS₂合金光电探测器的开关特性
        4.4.4 Mo_xRe_1-xS₂合金光电探测器的各向异性光电性质
    4.5 本章小结
第五章 全文总结
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间获得的成果
    发表论文
    获批专利
    获奖情况



本文编号：4042854