化学气相沉积法制备大面积、高结晶质量二硫化钨的研究

发布时间：2017-10-08 10:20

  本文关键词：化学气相沉积法制备大面积、高结晶质量二硫化钨的研究

  更多相关文章： 石墨烯 二硫化钨 化学气相沉积 拉曼光谱 光致发光谱

【摘要】：二维材料因为其优良的电学、光学、热学等特性,激发了无数学者的研究热情,受到材料学领域的广泛关注。而二维材料的性质与层数、缺陷等因素密切相关,二维材料的制备是研究其性质与应用的基础。因此可控制备高质量的二维材料是这一领域的研究重点。二硫化钨作为典型的过渡金属硫化物,在电学器件、能源、生物和复合材料等方面有极大的应用潜力。但是有关制备二硫化钨的研究还处于起步阶段,大规模可控制备高质量二硫化钨依然是研究的重点和难点。本论文围绕化学气相沉积法可控制备大面积、高结晶质量的二维二硫化钨,改进生长工艺使实验过程更加简单,实验成本大大降低,并且提高了实验的可控性。系统研究了不同生长参数对制备的二硫化钨样品层数,结晶质量以及面积的影响。研究内容如下：1、改进生长工艺。在常压下使用简单的单温区管式炉即可生长出高质量的二硫化钨,降低了实验成本。2、利用化学气相沉积法可控制备出大面积、高结晶质量的单层二硫化钨。通过调节生长温度、药品用量(反应源浓度)、生长时间以及硫源距离等参数找到制备二硫化钨的最适条件。通过光学显微镜观察到制备的单晶二硫化钨为典型的三角形结构,尺寸达200μm,大于其他文献报道中制备的单晶二硫化钨。二硫化钨层数增加时,它的拉曼光谱两个特征峰E12g、A1g会分别发生蓝移和红移,通过波数差E12g-A1g表明我们制备的二硫化钨为单层；单层二硫化钨PL发光峰位619mn,层数增加时峰位出现蓝移,PL光谱强度越高说明晶粒结晶质量越高,通过PL发光峰表明我们制备的二硫化钨结晶质量高。通过调节生长时间实现了二硫化钨可控生长的目的。3、系统研究了不同生长参数(生长温度、生长时间、药品用量)对制备的二硫化钨样品的影响。(1)不同生长温度影响单晶二硫化钨的尺寸、层数以及结晶质量。温度越高尺寸越大,结晶质量越高,但是生长温度大于950℃会抑制二硫化钨的生长,使二硫化钨厚度增加。(2)不同生长时间主要影响二硫化钨的尺寸和层厚,时间越长尺寸越大,晶粒越厚。(3)不同药品用量主要影响二硫化钨的晶粒尺寸和结晶质量。硫源不足及小于0.1g时会抑制二硫化钨的生长,使晶粒中缺陷增多降低结晶质量。
【关键词】：石墨烯 二硫化钨 化学气相沉积 拉曼光谱 光致发光谱
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ136.13
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 引言10-25
• 1.1 石墨烯简介10-17
• 1.1.1 石墨烯的结构及性质10-12
• 1.1.2 石墨烯的应用12-14
• 1.1.3 石墨烯的制备14-17
• 1.2 过渡金属硫化物简介17-25
• 1.2.1 过渡金属硫化物的结构及性质17-19
• 1.2.2 二硫化钨19-20
• 1.2.3 过渡金属硫化物的应用20-21
• 1.2.4 过渡金属硫化物的制备21-25
• 2 课题的提出和研究内容25-26
• 2.1 课题的提出25
• 2.2 研究内容25-26
• 3 化学气相沉积法制备二硫化钨26-36
• 3.1 实验设备与实验材料26-28
• 3.1.1 实验设备26-27
• 3.1.2 实验材料27-28
• 3.2 WS2的表征手段28
• 3.3 实验工作28-29
• 3.3.1 清洗衬底28-29
• 3.3.2 WS_2生长过程29
• 3.4 结果与讨论29-36
• 4 结论36-37
• 参考文献37-41
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果41-43
• 学位论文数据集43

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本文编号：993470