新型二维材料SnS 2 单晶和薄膜的制备及其电学性能的研究

发布时间：2023-05-27 01:17

　　近年来,二维材料凭借其独特的性质,诸如电学,光学以及原子级厚度的几何结构,吸引了越来越多研究者的关注。石墨烯作为最早发现的二维层状材料,拥有优异的电学,光学以及机械性能,但零带隙的特点阻碍了其在半导体领域的应用。因此,具有有限带隙的二维半导体材料就成为了弥补石墨烯零带隙缺陷的强有力候选者,SnS2便是其中之一,其能隙为2.1eV,为间接带隙结构,且无毒无害,成本低,储量丰富,环境友好。另外,SnS2具有CdI2型层状晶格结构,层与层之间依赖范德瓦耳斯力结合,因此可通过机械剥离等手段制备少层二维SnS2,广泛应用于纳米电子学和光电子学等领域。本论文主要通过化学气相输运法(Chemical Vapor Transport,CVT)成功地生长了 SnS2及SnSSe单晶,并利用XRD、拉曼光谱等表征手段证明了其具有良好的结晶质量,为进一步通过机械剥离等方法制备少层SnS2奠定了基础;利用片状SnS2单晶表面与金层之间的强粘附性,发展了一种利用金辅助剥离单晶SnS2以获得高产率和大面积薄层二维SnS2的方法,并对制备的少层薄膜做了充分表征;最后,本文利用微纳加工技术制备了基于薄层SnS2的场效...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 二维材料的研究背景
    1.2 二维材料的研究现状
        1.2.1 二维材料的物理特性
        1.2.2 二维材料的制备方法
        1.2.3 薄层二维材料的表征
        1.2.4 二维材料的应用
    1.3 新型二维材料SnS₂的介绍
    1.4 本课题的主要研究内容
第二章 块体SnS₂单晶及相关合金的生长和表征
    2.1 引言
    2.2 块体SnS₂单晶的生长与表征
        2.2.1 块体SnS₂单晶的生长
        2.2.2 SnS₂单晶的形貌与晶体结构表征
    2.3 SnS_2-xSe_x三元合金的合成与结果讨论
        2.3.1 三元合金
        2.3.2 SnS_2-xSe_x合金的生长
        2.3.3 SnS_2-xSe_x合金的表征
    2.4 本章小结
第三章 金辅助剥离法制备薄层SnS2

    3.1 引言
    3.2 改进的机械剥离法制备薄层SnS₂——金辅助法
        3.2.1 金辅助剥离薄层SnS₂方法的介绍
        3.2.2 制备方法与步骤
        3.2.3 薄层SnS₂的转移
        3.2.4 影响金辅助机械剥离效果的因素
    3.3 薄层SnS₂的表征
        3.3.1 光学显微镜
        3.3.2 拉曼光谱
        3.3.3 原子力显微镜
    3.4 本章小结
第四章 基于薄层SnS₂的场效应晶体管的制作与性能测试
    4.1 引言
    4.2 基于薄层SnS₂场效应晶体管的制备
        4.2.1 场效应晶体管的结构及原理
        4.2.2 薄层SnS₂的制备
        4.2.3 电极的制备
    4.3 场效应晶体管电学性能的测试与分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    1. 总结
    2. 展望
参考文献
研究成果



本文编号：3823622

suoshi