二维过渡金属硫化物的制备、表征和饱和吸收特性研究

发布时间：2020-06-07 03:05

【摘要】：二维过渡金属硫化物(TMDs)作为一种新兴的二维材料,其不同寻常的结构特征和理想的光电性质取得了研究人员的广泛关注。本论文用二硒化钼(MoSe2)、二硫化钼(MoS2)、二硫化铼(ReS2)三种过渡金属硫化物作为研究对象,首先就少层二硫化钼和二硒化钼两种二维材料的基本性质和制备方法进行讨论,并且利用超声辅助液相剥离方法(UALPE)成功剥离得到了纳米厚度的MoSe2和MoS2,进行了样品形貌和拉曼散射、吸收光谱的分析研究。为了将二维材料应用到脉冲激光器中,本文将两种纳米片分散液通过旋涂转移到玻璃基板上,利用Z扫描研究了其可饱和吸收性能,最后将其作为可饱和吸收体插入到全固态1微米激光器中,实现了脉冲激光器的稳定运转。此外,本论文还对二维材料/半导体异质结进行了讨论,以二硫化铼/砷化镓(ReS2/GaAs)为研究对象,系统研究了其可控制备和光学性能,然后将其作为可饱和吸收体应用于全固态1微米固体激光器中。本论文具体工作内容如下:1.首先调研了国内外二维材料的研究现状和趋势,介绍了论文中出现的三种二维材料(MoSe2、MoS2和ReS2)的基本性质和应用价值,以及二维材料/半导体异质结的研究进展。最后介绍了二维材料的常用制备方法和表征手段。2.利用超声辅助液相剥离方法制备了少层二硒化钼和二硫化钼,并通过拉曼光谱、透射电子显微镜(TEM)、线性吸收光谱分析了两种二维材料的表面形貌和厚度信息,通过Z扫描方法探究了两种二维材料在1微米波段的可饱和吸收性质。3.将制备得到的MoSe2和MoS2两种二维材料作为可饱和吸收体插入搭建的Nd:GdVO4全固态激光器中,获得了稳定的调Q激光脉冲序列。当使用MoS2作为调制器时,增加泵浦功率可实现稳定的调Q运转,并且最短脉宽可达到261ns、最高脉冲重复频率可达到362kHz、最大峰值功率和单脉冲能量分别为1.27W和0.33μJ;当使用MoSe2作为可饱和吸收体时,可实现217.5ns的最短脉冲宽度、487.5kHz的最高重复频率、1.65W的峰值功率以及0.36μJ的脉冲能量的调Q运转。最后还对这两种二维材料的可饱和吸收能力进行了对比分析。这些实验结果都证实了二维过渡金属硫化物作为调Q调制器的潜质。4.实现了半导体异质结结构ReS2/GaAs的制备并将其用作可饱和吸收体实现了 1微米固体激光器的调Q运转,将ReS2/GaAs的调Q性能和单纯的GaAs调Q性能进行了对比分析,发现这种异质结结构能够有效缩短脉冲宽度,获得更大的脉冲能量和峰值功率。
【图文】：

过渡金属硫化物,二维材料

山东大学硕士学位论文逡逑收。除此之外，也有带隙值不随着层数改变的二维过渡金属硫化物，铼，这类二维材料可以用来研究单层二维材料的某些特性。ＴＭＤｓ良性特性在构筑高质量光电器件领域也显示了巨大的潜力。还可以和其结合制备异质结，并且较少存在晶格失配现象１６：１。逡逑

二维材料,家族

学非线性特性在构筑高质量光电器件领域也显示了巨大的潜力。还可以和其他二逡逑维材料结合制备异质结，并且较少存在晶格失配现象１６：１。逡逑图１．１过渡金属硫化物的结构逡逑１．２新型二维材料研究进展逡逑石墨烯最引人注目的特性之一是其前所未有的电子特性，在其内在特性的基逡逑础研宄和光电器件的应用方面具有巨大潜力。石墨烯具有独特的二维结构特征和逡逑电子能带结构，它的电子和空穴与狄拉克方程中所涉及的相对论粒子极其相像，逡逑通常情况下，也等同于零质量的狄拉克费米子ｍ。独特的能带结构奠定了石墨烯逡逑在凝聚态物理研宄中的重要地位，在相对论效应研宄、量子霍尔效应研宄和克莱逡逑因悖论研宄中都有重要的贡献。然而当石墨烯的厚度为多层时，这种独特的电子逡逑结构就会消失。另一个独特的优势是石墨烯允许电子传播几微米而没有任何散射，逡逑这个特性决定了石墨烯自身超高的电荷载流子迁移率和理想的导电性。然而令人逡逑遗憾的是，石墨烯没有带隙，，这使其不能成为高性能低功耗数字晶体管的理想材逡逑料。同时研究发现
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN248;TB383.1

【相似文献】