VO 2 /MoS 2 异质结制备和光电性能研究
发布时间：2021-02-28 22:40
二硫化钼（MoS2）和二氧化钒（VO2）都是十分具有代表性的高应用性半导体,二硫化钼独特的层状结构与石墨烯类似,在拥有许多类似石墨烯的优良性能的同时,二硫化钼不仅具有可调节的能带间隙,又可以被制备为少层二维材料,并且二硫化钼是辉钼矿的主要成分,自然储量丰富,这就使其必然是电子学器件以及光电器件领域不可或缺的材料;而二氧化钒具有优良的导电性,且具有单斜相以及四方相两种晶体结构,但温度变化的时候,二氧化钒又具有随温度变化发生可逆相变的独特性质,使其在制备温控薄膜领域大放异彩。这两种材料都具有十分有价值的发展前景,且又是适合制备异质结的材料,所以本论文将围绕着二硫化钼以及二氧化钒展开,同时研究两种材料的生长制备工艺,在获得高质量薄膜后制备二硫化钼二氧化钒异质结,同时也通过模拟软件对两种材料的几个模型进行计算,得到二硫化钼以及二氧化钒的各种理论性能,继而制备出以异质结为核心的探测器。主要研究内容下述:首先,课题的开始着手于二硫化钼以及二氧化钒的生长工艺,先使用射频磁控溅射在硅衬底上生长二氧化钒,分组选取单一变量以研究溅射功率、溅射时间以及氩气流量对于...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光波段分布图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-开始被氧化，反应速率随着升温而增大，温度达到400℃发生缓慢氧化，生成三氧化钼。作为一种典型的二维材料，二硫化钼体材料状态下的禁带宽度为1.29eV，单层状态下制成器件可以获得很高的电子迁移率以及1×108的电流开关比，对比于零带隙的二维材料石墨烯，二硫化钼在光电器件方面的发展空间更为宽广。1.3.2二硫化钼的晶体结构二硫化钼晶体的基本结构是钼原子和硫原子通过共价键搭建而成的，由于形状类似于三明治，也成为S-Mo-S的“三明治”结构，如图1.1所示。和石墨烯一样，多层二硫化钼也是由单层二硫化钼叠加而成，在单层的二硫化钼中，1个钼原子有6个最近邻的硫原子，而每个硫原子则有3个最近邻的钼原子，它们之间都有着很强的键连接，这种结构也被称为三棱柱状配位，相比之下，层与层之间约有0.65nm的间距，而相邻层之间的范德华力就显得十分微弱，所以层与层之间很容易被分离。我们可以根据钼原子和硫原子之间相对位置的不同将二硫化钼晶体分为以下三种晶体结构：第一种2H-MoS2以ABAB的方式堆叠，属于三斜晶系；第二种3R-MoS2则是以ABCABC的方式堆叠，属斜方对称晶系；最后的1T-MoS2为八面体配位四方晶系，如图1.2所示。图1-2MoS2三维结构示意图图1-3MoS2的三种晶体结构图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-开始被氧化，反应速率随着升温而增大，温度达到400℃发生缓慢氧化，生成三氧化钼。作为一种典型的二维材料，二硫化钼体材料状态下的禁带宽度为1.29eV，单层状态下制成器件可以获得很高的电子迁移率以及1×108的电流开关比，对比于零带隙的二维材料石墨烯，二硫化钼在光电器件方面的发展空间更为宽广。1.3.2二硫化钼的晶体结构二硫化钼晶体的基本结构是钼原子和硫原子通过共价键搭建而成的，由于形状类似于三明治，也成为S-Mo-S的“三明治”结构，如图1.1所示。和石墨烯一样，多层二硫化钼也是由单层二硫化钼叠加而成，在单层的二硫化钼中，1个钼原子有6个最近邻的硫原子，而每个硫原子则有3个最近邻的钼原子，它们之间都有着很强的键连接，这种结构也被称为三棱柱状配位，相比之下，层与层之间约有0.65nm的间距，而相邻层之间的范德华力就显得十分微弱，所以层与层之间很容易被分离。我们可以根据钼原子和硫原子之间相对位置的不同将二硫化钼晶体分为以下三种晶体结构：第一种2H-MoS2以ABAB的方式堆叠，属于三斜晶系；第二种3R-MoS2则是以ABCABC的方式堆叠，属斜方对称晶系；最后的1T-MoS2为八面体配位四方晶系，如图1.2所示。图1-2MoS2三维结构示意图图1-3MoS2的三种晶体结构图
【参考文献】：
期刊论文
[1]类石墨烯二硫化钨薄膜的化学气相沉积法制备及其应用[J]. 尤运城,曾甜,刘劲松,胡廷松,台国安. 化学进展. 2015(11)
[2]钨掺杂M型二氧化钒粉体的水解法制备与结构分析[J]. 杨修春,陈超,周石山,王胤博. 硅酸盐学报. 2014(09)
[3]VO2薄膜研究进展与发展趋势[J]. 张鹏,路远. 兵器材料科学与工程. 2012(04)
[4]磁控溅射氧化钒薄膜的研究进展[J]. 夏国宏. 中国陶瓷. 2012(07)
[5]激光法制备二氧化钒军事防护薄膜研究[J]. 王淑云,刘旭,郭延龙,陆益敏,黄国俊,程勇. 应用激光. 2012(01)
[6]快速热处理对磁控溅射VO2薄膜光电特性的影响[J]. 后顺保,胡明,吕志军,梁继然,陈涛. 中国激光. 2012(01)
[7]云母表面不同厚度VO2薄膜的红外光学特性[J]. 颜家振,黄婉霞,张月,何鹏,李宁. 红外与激光工程. 2011(07)
[8]二氧化钒薄膜的制备及性能表征[J]. 赵萍,李立珺,张洋. 现代电子技术. 2011(06)
[9]二氧化钒薄膜制备及其热致变发射率特性研究[J]. 刘东青,郑文伟,程海峰,张朝阳. 红外技术. 2010(03)
[10]脉冲激光沉积法制备二氧化钒薄膜的研究进展[J]. 王海方,李毅,蒋群杰,俞晓静,胡双双,武斌,张虎,黄毅泽,张伟. 激光与光电子学进展. 2009(06)
硕士论文
[1]化学气相沉积法制备二硫化钼薄膜及电学性能表征[D]. 史志天.北京有色金属研究总院 2015
[2]二硫化钨（WS2）薄膜的制备及其摩擦学性能[D]. 惠秀梅.东北大学 2008
[3]二硫化钼复合固体润滑薄膜研究[D]. 姚固文.江苏大学 2007
[4]类富勒烯MoS2的制备与MoS2基复合薄膜的制备[D]. 尹桂林.上海交通大学 2007
本文编号：3056565
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光波段分布图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-开始被氧化，反应速率随着升温而增大，温度达到400℃发生缓慢氧化，生成三氧化钼。作为一种典型的二维材料，二硫化钼体材料状态下的禁带宽度为1.29eV，单层状态下制成器件可以获得很高的电子迁移率以及1×108的电流开关比，对比于零带隙的二维材料石墨烯，二硫化钼在光电器件方面的发展空间更为宽广。1.3.2二硫化钼的晶体结构二硫化钼晶体的基本结构是钼原子和硫原子通过共价键搭建而成的，由于形状类似于三明治，也成为S-Mo-S的“三明治”结构，如图1.1所示。和石墨烯一样，多层二硫化钼也是由单层二硫化钼叠加而成，在单层的二硫化钼中，1个钼原子有6个最近邻的硫原子，而每个硫原子则有3个最近邻的钼原子，它们之间都有着很强的键连接，这种结构也被称为三棱柱状配位，相比之下，层与层之间约有0.65nm的间距，而相邻层之间的范德华力就显得十分微弱，所以层与层之间很容易被分离。我们可以根据钼原子和硫原子之间相对位置的不同将二硫化钼晶体分为以下三种晶体结构：第一种2H-MoS2以ABAB的方式堆叠，属于三斜晶系；第二种3R-MoS2则是以ABCABC的方式堆叠，属斜方对称晶系；最后的1T-MoS2为八面体配位四方晶系，如图1.2所示。图1-2MoS2三维结构示意图图1-3MoS2的三种晶体结构图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-开始被氧化，反应速率随着升温而增大，温度达到400℃发生缓慢氧化，生成三氧化钼。作为一种典型的二维材料，二硫化钼体材料状态下的禁带宽度为1.29eV，单层状态下制成器件可以获得很高的电子迁移率以及1×108的电流开关比，对比于零带隙的二维材料石墨烯，二硫化钼在光电器件方面的发展空间更为宽广。1.3.2二硫化钼的晶体结构二硫化钼晶体的基本结构是钼原子和硫原子通过共价键搭建而成的，由于形状类似于三明治，也成为S-Mo-S的“三明治”结构，如图1.1所示。和石墨烯一样，多层二硫化钼也是由单层二硫化钼叠加而成，在单层的二硫化钼中，1个钼原子有6个最近邻的硫原子，而每个硫原子则有3个最近邻的钼原子，它们之间都有着很强的键连接，这种结构也被称为三棱柱状配位，相比之下，层与层之间约有0.65nm的间距，而相邻层之间的范德华力就显得十分微弱，所以层与层之间很容易被分离。我们可以根据钼原子和硫原子之间相对位置的不同将二硫化钼晶体分为以下三种晶体结构：第一种2H-MoS2以ABAB的方式堆叠，属于三斜晶系；第二种3R-MoS2则是以ABCABC的方式堆叠，属斜方对称晶系；最后的1T-MoS2为八面体配位四方晶系，如图1.2所示。图1-2MoS2三维结构示意图图1-3MoS2的三种晶体结构图
【参考文献】：
期刊论文
[1]类石墨烯二硫化钨薄膜的化学气相沉积法制备及其应用[J]. 尤运城,曾甜,刘劲松,胡廷松,台国安. 化学进展. 2015(11)
[2]钨掺杂M型二氧化钒粉体的水解法制备与结构分析[J]. 杨修春,陈超,周石山,王胤博. 硅酸盐学报. 2014(09)
[3]VO2薄膜研究进展与发展趋势[J]. 张鹏,路远. 兵器材料科学与工程. 2012(04)
[4]磁控溅射氧化钒薄膜的研究进展[J]. 夏国宏. 中国陶瓷. 2012(07)
[5]激光法制备二氧化钒军事防护薄膜研究[J]. 王淑云,刘旭,郭延龙,陆益敏,黄国俊,程勇. 应用激光. 2012(01)
[6]快速热处理对磁控溅射VO2薄膜光电特性的影响[J]. 后顺保,胡明,吕志军,梁继然,陈涛. 中国激光. 2012(01)
[7]云母表面不同厚度VO2薄膜的红外光学特性[J]. 颜家振,黄婉霞,张月,何鹏,李宁. 红外与激光工程. 2011(07)
[8]二氧化钒薄膜的制备及性能表征[J]. 赵萍,李立珺,张洋. 现代电子技术. 2011(06)
[9]二氧化钒薄膜制备及其热致变发射率特性研究[J]. 刘东青,郑文伟,程海峰,张朝阳. 红外技术. 2010(03)
[10]脉冲激光沉积法制备二氧化钒薄膜的研究进展[J]. 王海方,李毅,蒋群杰,俞晓静,胡双双,武斌,张虎,黄毅泽,张伟. 激光与光电子学进展. 2009(06)
硕士论文
[1]化学气相沉积法制备二硫化钼薄膜及电学性能表征[D]. 史志天.北京有色金属研究总院 2015
[2]二硫化钨（WS2）薄膜的制备及其摩擦学性能[D]. 惠秀梅.东北大学 2008
[3]二硫化钼复合固体润滑薄膜研究[D]. 姚固文.江苏大学 2007
[4]类富勒烯MoS2的制备与MoS2基复合薄膜的制备[D]. 尹桂林.上海交通大学 2007
本文编号：3056565
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