二维过渡金属硫属化合物中载流子的超快动力学与行为调控的研究

发布时间：2021-12-09 23:50

　　二维过渡金属硫属化合物（TMDs,transition metal dichalcogenides）作为新一代的二维纳米材料,具有较大的直接带隙,较高的载流子迁移率,以及大的激子束缚能,在过去几年间被广泛地应用在光电子器件研究领域中。然而,现阶段的过渡金属硫属化合物基光电子器件的量子效率仍呈现一个较低水平（0.01%-1%）,无法满足实际应用的需求。因此,迫切地需要理解二维过渡金属硫属化合物基光电子器件低量子效率的根本原因,并同时对其量子效率进行有效的提升。基于此,本论文从提升常见的TMDs（如MoS₂,WSe₂等）材料的量子效率这一角度出发,深入地研究了TMDs晶体中的超快载流子动力学行为,尤其是参与非辐射复合的载流子行为,从根本上揭示了TMDs材料低量子效率的原因。在此基础上,通过对TMDs中载流子行为进行有效地调控,减少载流子的低荧光效率的复合通道和增加高荧光效率的复合通道,我们成功实现了对TMDs材料荧光强度的显著提升。主要的研究内容如下:（1）利用飞秒瞬态吸收光谱技术对单层MoS₂中非荧光活性的高能C激子动力学...

【文章来源】： 东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校

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英文摘要
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 二维过渡金属硫属化合物(TMDs)的基本性质
        1.2.1 TMDs的晶体结构
        1.2.2 TMDs的能带结构
        1.2.3 TMDs中的多体粒子
    1.3 二维过渡金属硫属化合物(TMDs)的制备和表征
        1.3.1 TMDs的制备方法
        1.3.2 TMDs的形貌表征
        1.3.3 TMDs的光学性质表征
    1.4 二维过渡金属硫属化合物(TMDs)中的载流子动力学行为
        1.4.1 TMDs中载流子动力学的测试方法
        1.4.2 TMDs中载流子的超快动力学的研究与进展
        1.4.3 TMDs中载流子行为调控的研究与进展
    1.5 本论文的选题依据和意义
    参考文献
第二章 TMDs中载流子的超快非辐射复合过程的研究
    2.1 研究目的和意义
    2.2 单层二硫化钼中C激子弛豫过程的研究
        2.2.1 缓慢的C激子弛豫行为
        2.2.2 带边激子的泡利阻塞减缓C激子弛豫的验证
        2.2.3 能谷间载流子的转移限制C激子快速弛豫
    2.3 低温下多层二硒化钨中的超快俄歇复合过程
        2.3.1 低温下多层二硒化钨荧光强度衰减
        2.3.2 缺陷辅助的超快俄歇复合过程
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 单层二硫化钼中载流子浓度调控的研究
    3.1 研究目的和意义
    3.2 热驱动带电激子(Trion)离化实现二硫化钼荧光增强
        3.2.1 高温下单层MoS2 氧化诱导的掺杂效应
        3.2.2 热驱动单层MoS2 中带电激子(Trion)离化
    3.3 控制气体分子的掺杂效应实现载流子浓度调控
        3.3.1 气体分子对单层MoS2 掺杂效应的有效调控
        3.3.2 基于质量作用模型(Mass Action Model)的载流子浓度计算
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 多层二硫化钼中热驱动的能谷间载流子转移
    4.1 研究目的和意义
    4.2 多层MoS2 高温下反常的直接跃迁峰荧光增强
        4.2.1 多层MoS2 高温下的荧光增强
        4.2.2 多层MoS2 高温测试前后的性质对比
    4.3 热驱动的层间去耦合和能谷间载流子转移
        4.3.1 热驱动层间去耦合模型的理论验证
        4.3.2 热驱动层间去耦合模型的实验验证
        4.3.3 能谷间载流子转移的理论依据
        4.3.4 能谷间载流子转移的实验依据
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 总结和展望
    5.1 文章总结
    5.2 工作展望
致谢
在学期间公开发表论文和参加学术会议情况



本文编号：3531534