铁电局域场调控二维半导体及其异质结构的光电特性研究
发布时间：2021-01-20 21:50
随着半导体技术的发展,传统半导体材料和器件面临着越来越多的挑战。近年来,二维材料的兴起为半导体路线的发展提供了新的机遇。人们在二维材料及其异质结构中发现了许多新奇物理效应、构建了新型器件结构并挖掘了众多新应用领域。此类新型低维材料与结构为纳米光电子器件发展开辟了新技术途径。在光电器件领域,半导体异质结、场效应晶体管等结构是半导体芯片中的基本构成单元,其特征性能参数是衡量半导体技术的重要指标。本论文主要研究了有机铁电材料调控下的二维半导体及其异质结构的电学和光电性能,并探索了其在光电探测器和低功耗电子器件方面的潜在应用。主要内容有以下几个方面:1、研究了弛豫铁电聚合物材料P（VDF-TrFE-CFE）调控的N型MoS2效应管和P型WSe2场效应管的光电性能,分别解析了P（VDF-TrFE-CFE）增强电子和空穴迁移率的内在物理机制。在此基础上,构建了基于铁电调控的MoS2光电探测器,并考察了其光电特性,实现了可见-近红外的高响应率探测,拓宽了MoS2的探测范围,并揭示了铁电极化局域场对二维半导体带隙调...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)上海市
【文章页数】：108 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 二维原子晶体
1.2 二维原子晶体及其范德华异质结
1.2.1 二维原子晶体的制备
1.2.2 剥离-重叠法制备范德华异质结
1.2.3 CVD直接生长法
1.3 基于范德华异质结的功能器件
1.3.1 光电器件
1.3.2 隧穿二极管
1.3.3 存储器
1.3.4 其他器件
1.4 铁电材料及铁电场效应晶体管
1.4.1 铁电材料
1.4.2 铁电场效应晶体管（FeFET）
1.5 本论文的研究意义和主要内容
第2章 弛豫铁电材料调控二维半导体光电性能研究
2.1 研究背景
2.2 弛豫铁电材料P（VDF-TrFE-CFE）的基本性质
2光电性质研究"> 2.3 P（VDF-TrFE-CFE）调控MoS2光电性质研究
2.3.1 器件制备及表征
2.3.2 器件电学性能
2场效应晶体管的电学性能"> 2.3.3 顶栅调控的MoS2场效应晶体管的电学性能
2的场效应晶体管光电性能"> 2.3.4 铁电局域场调控的MoS2的场效应晶体管光电性能
2电学及表面性质研究"> 2.4 P（VDF-TrFE-CFE）调控WSe2电学及表面性质研究
2.4.1 器件结构及制备
2.4.2 器件的电学性质
2.5 本章小结
2/MoS2 异质结的光电探测器">第3章 基于MoTe2/MoS2 异质结的光电探测器
3.1 研究背景
3.2 器件结构及制备
3.3 器件性能表征
3.3.1 基本电学性能
3.3.2 光电响应性能
3.4 本章小结
第4章 铁电局域场增强的光伏型偏振探测器
4.1 研究背景
4.2 GeSe的基本性质
4.3 器件制备与光学表征
2异质结的电学性能"> 4.4 P（VDF-TrFE）调控GeSe/MoS2异质结的电学性能
2铁电场效应管电学性能"> 4.4.1 GeSe和 MoS2铁电场效应管电学性能
2 异质结铁电场效应管电学特性"> 4.4.2 GeSe/MoS2 异质结铁电场效应管电学特性
2异质结的光电性能"> 4.5 P（VDF-TrFE）调控GeSe/MoS2异质结的光电性能
2探测器的光响应特性"> 4.5.1 铁电局域场调控下GeSe/MoS2探测器的光响应特性
2探测器偏振特性"> 4.5.2 铁电局域场调控下GeSe/MoS2探测器偏振特性
2 探测器在不同波段的光响应机制分析"> 4.6 GeSe/MoS2 探测器在不同波段的光响应机制分析
4.7 本章小结
2/MoTe2 隧穿场效应晶体管">第5章 铁电局域场调控SnSe2/MoTe2 隧穿场效应晶体管
5.1 研究背景
2调控的SnSe2/MoTe2 异质结场效应晶体管"> 5.2 基于超薄HfO2调控的SnSe2/MoTe2 异质结场效应晶体管
5.2.1 器件制备与基本表征
2 调控的SnSe2/MoTe2 异质结二极管的电学性能"> 5.2.2 HfO2 调控的SnSe2/MoTe2 异质结二极管的电学性能
2/MoTe2 异质结场效应管"> 5.3 基于铁电栅极P（VDF-TrFE）调控的SnSe2/MoTe2 异质结场效应管
2/MoTe2 异质结场效应结构的制备"> 5.3.1 基于铁电栅极的SnSe2/MoTe2 异质结场效应结构的制备
2/MoTe2 隧穿场效应晶体管的电学性能"> 5.3.2 铁电局域场调控SnSe2/MoTe2 隧穿场效应晶体管的电学性能
5.4 P（VDF-TrFE）对能带结构及载流子输运调控原理分析
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：2989847
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)上海市
【文章页数】：108 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 二维原子晶体
1.2 二维原子晶体及其范德华异质结
1.2.1 二维原子晶体的制备
1.2.2 剥离-重叠法制备范德华异质结
1.2.3 CVD直接生长法
1.3 基于范德华异质结的功能器件
1.3.1 光电器件
1.3.2 隧穿二极管
1.3.3 存储器
1.3.4 其他器件
1.4 铁电材料及铁电场效应晶体管
1.4.1 铁电材料
1.4.2 铁电场效应晶体管（FeFET）
1.5 本论文的研究意义和主要内容
第2章 弛豫铁电材料调控二维半导体光电性能研究
2.1 研究背景
2.2 弛豫铁电材料P（VDF-TrFE-CFE）的基本性质
2光电性质研究"> 2.3 P（VDF-TrFE-CFE）调控MoS2光电性质研究
2.3.1 器件制备及表征
2.3.2 器件电学性能
2场效应晶体管的电学性能"> 2.3.3 顶栅调控的MoS2场效应晶体管的电学性能
2的场效应晶体管光电性能"> 2.3.4 铁电局域场调控的MoS2的场效应晶体管光电性能
2电学及表面性质研究"> 2.4 P（VDF-TrFE-CFE）调控WSe2电学及表面性质研究
2.4.1 器件结构及制备
2.4.2 器件的电学性质
2.5 本章小结
2/MoS2 异质结的光电探测器">第3章 基于MoTe2/MoS2 异质结的光电探测器
3.1 研究背景
3.2 器件结构及制备
3.3 器件性能表征
3.3.1 基本电学性能
3.3.2 光电响应性能
3.4 本章小结
第4章 铁电局域场增强的光伏型偏振探测器
4.1 研究背景
4.2 GeSe的基本性质
4.3 器件制备与光学表征
2异质结的电学性能"> 4.4 P（VDF-TrFE）调控GeSe/MoS2异质结的电学性能
2铁电场效应管电学性能"> 4.4.1 GeSe和 MoS2铁电场效应管电学性能
2 异质结铁电场效应管电学特性"> 4.4.2 GeSe/MoS2 异质结铁电场效应管电学特性
2异质结的光电性能"> 4.5 P（VDF-TrFE）调控GeSe/MoS2异质结的光电性能
2探测器的光响应特性"> 4.5.1 铁电局域场调控下GeSe/MoS2探测器的光响应特性
2探测器偏振特性"> 4.5.2 铁电局域场调控下GeSe/MoS2探测器偏振特性
2 探测器在不同波段的光响应机制分析"> 4.6 GeSe/MoS2 探测器在不同波段的光响应机制分析
4.7 本章小结
2/MoTe2 隧穿场效应晶体管">第5章 铁电局域场调控SnSe2/MoTe2 隧穿场效应晶体管
5.1 研究背景
2调控的SnSe2/MoTe2 异质结场效应晶体管"> 5.2 基于超薄HfO2调控的SnSe2/MoTe2 异质结场效应晶体管
5.2.1 器件制备与基本表征
2 调控的SnSe2/MoTe2 异质结二极管的电学性能"> 5.2.2 HfO2 调控的SnSe2/MoTe2 异质结二极管的电学性能
2/MoTe2 异质结场效应管"> 5.3 基于铁电栅极P（VDF-TrFE）调控的SnSe2/MoTe2 异质结场效应管
2/MoTe2 异质结场效应结构的制备"> 5.3.1 基于铁电栅极的SnSe2/MoTe2 异质结场效应结构的制备
2/MoTe2 隧穿场效应晶体管的电学性能"> 5.3.2 铁电局域场调控SnSe2/MoTe2 隧穿场效应晶体管的电学性能
5.4 P（VDF-TrFE）对能带结构及载流子输运调控原理分析
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：2989847
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