单层二硫化钨的可控生长和物性研究及其光电探测应用的探索

发布时间：2024-01-14 11:42

　　过渡族金属硫属化物(Transition-Metal Dichalcogenides,TMDCs),例如二硫化钨和二硫化钼,由于其独特的性质,比如光学透明、高载流子迁移率和广泛可调的带隙等,为下一代光电子技术带来了新的机遇。单层二硫化钨的带隙在2.0eV左右,发光效率极高,因此多用于光学、电学和光电性能的研究。生长高质量单层二硫化钨是所有研究及应用的前提,单层二硫化钨单晶易于生长,且易于加工成器件用于研究一些物理性能。大面积单层二硫化钨薄膜的制备是单层二硫化钨走向应用的基础。为此,开展了如下实验和研究工作:1、本论文实验开展中,通过自行搭建的多温区化学气相沉积系统,使用三温区管式炉在二氧化硅/硅(SiO₂/Si)衬底上生长了微米级别的单层二硫化钨单晶。实验中还使用两个温区,将SiO₂/Si衬底与钨源放在同一刚玉舟内置于高温区,以提高衬底附近钨源的浓度,调控生长时间可以长出厘米量级单层二硫化钨薄膜。薄膜生长过程遵循热力学生长的机制:前驱体在衬底表面分解反应、二硫化钨形核与生长过程以及晶粒之间相互拼接连续成厘米量级薄膜。经表征发现在这种厘米量级的...

【文章页数】：156 页

【学位级别】：博士

本文编号：3878162