二硫化锡/硅异质结的光电子学应用研究

发布时间：2021-10-01 01:03

　　二维（2D）层状金属硫化物在各个应用领域中都具有许多独特的性质,近年来引起了人们越来越多的研究兴趣。二硫化锡（SnS₂）就属于这种通常具有六方相晶体结构的半导体材料。由于SnS₂具有良好的光学和电学性能,使得它在光电子领域具有巨大的应用潜力。然而,目前还没有制备出具有高结晶度、厚度均匀、表面光滑、大面积的SnS₂薄膜,并且关于SnS₂异质结光电探测器的研究报道也比较少。针对以上问题,本文通过一种简单的方法制备了高质量且连续的SnS₂薄膜,并设计了基于SnS₂薄膜/硅（Si）异质结的大光电流和快速响应的光电探测器。主要内容如下:一、SnS₂薄膜/Si异质结的制备与物性表征。在本文中通过两步法制备了高质量且连续的SnS₂薄膜,（1）通过磁控溅射的方法在Si衬底上沉积SnS₂前驱体。（2）在硫（S）氛围中对非晶态SnS₂前驱体进行退火处理。接下来对制备的SnS₂

【文章来源】：山东师范大学山东省

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【学位级别】：硕士

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SnS2纳米片及基底的表征

山东师范大学硕士学位论文2是一种较宽带隙的半导体材料[13]。图1-1（a）SnS2晶体结构。（b）多层SnS2层间距。如图1-2所示，L．Zhang,Y.Huang等人通过将SnS2纳米片限制在氧化石墨烯-碳纳米管（CNT）混合框架中制备出了高性能电极材料[14]，并通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）对SnS2的晶体结构进行了表征。图1-2SnS2纳米片及基底的表征。（a）SnS2的SEM图。（b）SnS2纳米片的TEM图。（c）SnS2平面的HRTEM图。（d）SnS2垂直面的HRTEM图。（e，f）氧化石墨烯和碳纳米管SEM图。

山东师范大学硕士学位论文31.2.2二硫化锡的能带结构SnS2的能带结构图及密度态图[15]，如图1-3所示。SnS2的能带结构已被计算出来，与实际测量带隙存在很小的差距。在实际应用中，由于SnS2较宽的带隙以及对可见光有着很高的吸收率，SnS2纳米材料已在锂离子电池、光催化剂、场效应晶体管和光电探测器等多种应用领域被证明具有出色的性能[16-18]。图1-3（a）SnS2的能带结构。（b）SnS2的密度态。P.Gao,L.Wang等人对SnS2纳米片中的锂离子传输进行了实时跟踪，首次确定了中间锂有序相Li0.5SnS2的原子结构。这些结果可以帮助我们理解以范德华相互作用为主导的层状结构中锂的扩散机理[16]。如图1-4所示，他们通过SEM和TEM分别对SnS2和Li0.5SnS2进行表征，并测试了它们的冲放电能力。图1-4实时跟踪SnS2纳米片中的锂离子传输。（a）沿[001]方向看到的SnS2纳米片的高分辨率透


本文编号：3416944