基于界面工程实现InSe和BP稳定性及光电性能调控的研究
发布时间：2020-12-12 22:11
近年来,二维半导体材料因其独特的光学、电学等优异性能一直受到研究者的青睐,基于二维半导体的应用研究也获得了蓬勃发展,它是最有可能代替硅基材料的新一代半导体材料,在存储器、光电探测器、生物传感器等诸多领域都潜藏着巨大潜力。二维半导体材料在面对机遇的同时,也面临着挑战,如金属/半导体较大的接触电阻、光电器件难以同时获得高响应度和快速响应时间、难以保证长期稳定高效的工作等问题。其中,作为环境中不稳定材料的代表---硒化铟（In Se）和黑磷（BP）,尽管具有窄带隙、高迁移率、快速光响应时间等性能而有望代替石墨烯,但严重的环境降解问题极大地制约着它们的实际应用。因此,深入认识In Se和BP的降解过程,探索出既可以增强其稳定性又可以改善其电学和光电性能的方法对实现其应用具有重要意义。本论文围绕In Se和BP两种半导体材料展开,探讨了以上几个问题,主要研究内容及结论如下。1.基于界面工程的异质结构实现InSe热稳定性能的调控。首先,通过连续热退火的方法研究了In Se在空气中的热稳定性能,将其热氧化过程分解为三个阶段:低温下（<200℃）,氧吸附在In Se表面并对其进行了p型掺杂;中温...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）γ-InSe单层和多层原子结构
第一章绪论3225cm-1的非极性A1振动模式频率的降低是因为层间作用力变小时，In-In键能的降低比Se-In键能的增强幅度更大[13]，拉曼光谱与InSe层数的依赖关系呈现在图（b）中。（a）（b）（c）图1-2[13]（a）InSe原子振动模式；（b）不同厚度InSe的拉曼光谱；（c）局部放大图相应地，荧光光谱随厚度也呈现出明显变化，如图1-3所示，荧光强度随着厚度的减小大大降低，主要归因于量子限域效应引起的直接到间接带隙的跃迁[9]。块状InSe的价带顶和导带底都处于Γ处，跃迁能量最低，称为直接跃迁；而当InSe变薄时，导带的局部最小值稍高一些，处于M点，而对应的Γ→M跃迁的能量高很多，从而导致了间接跃迁[14]。当InSe样品厚度从块体逐渐减薄到双层时荧光峰位从1.3eV增大到2eV，考虑到荧光强度对环境条件敏感，易受外部环境影响。因此，荧光峰位是识别InSe层数的简易方法。图1-3不同厚度的InSe荧光光谱[9]
第一章绪论3225cm-1的非极性A1振动模式频率的降低是因为层间作用力变小时，In-In键能的降低比Se-In键能的增强幅度更大[13]，拉曼光谱与InSe层数的依赖关系呈现在图（b）中。（a）（b）（c）图1-2[13]（a）InSe原子振动模式；（b）不同厚度InSe的拉曼光谱；（c）局部放大图相应地，荧光光谱随厚度也呈现出明显变化，如图1-3所示，荧光强度随着厚度的减小大大降低，主要归因于量子限域效应引起的直接到间接带隙的跃迁[9]。块状InSe的价带顶和导带底都处于Γ处，跃迁能量最低，称为直接跃迁；而当InSe变薄时，导带的局部最小值稍高一些，处于M点，而对应的Γ→M跃迁的能量高很多，从而导致了间接跃迁[14]。当InSe样品厚度从块体逐渐减薄到双层时荧光峰位从1.3eV增大到2eV，考虑到荧光强度对环境条件敏感，易受外部环境影响。因此，荧光峰位是识别InSe层数的简易方法。图1-3不同厚度的InSe荧光光谱[9]
【参考文献】：
期刊论文
[1]Recent Progress in the Fabrication, Properties, and Devices of Heterostructures Based on 2D Materials[J]. Yanping Liu,Siyu Zhang,Jun He,Zhiming M.Wang,Zongwen Liu. Nano-Micro Letters. 2019(01)
本文编号：2913363
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）γ-InSe单层和多层原子结构
第一章绪论3225cm-1的非极性A1振动模式频率的降低是因为层间作用力变小时，In-In键能的降低比Se-In键能的增强幅度更大[13]，拉曼光谱与InSe层数的依赖关系呈现在图（b）中。（a）（b）（c）图1-2[13]（a）InSe原子振动模式；（b）不同厚度InSe的拉曼光谱；（c）局部放大图相应地，荧光光谱随厚度也呈现出明显变化，如图1-3所示，荧光强度随着厚度的减小大大降低，主要归因于量子限域效应引起的直接到间接带隙的跃迁[9]。块状InSe的价带顶和导带底都处于Γ处，跃迁能量最低，称为直接跃迁；而当InSe变薄时，导带的局部最小值稍高一些，处于M点，而对应的Γ→M跃迁的能量高很多，从而导致了间接跃迁[14]。当InSe样品厚度从块体逐渐减薄到双层时荧光峰位从1.3eV增大到2eV，考虑到荧光强度对环境条件敏感，易受外部环境影响。因此，荧光峰位是识别InSe层数的简易方法。图1-3不同厚度的InSe荧光光谱[9]
第一章绪论3225cm-1的非极性A1振动模式频率的降低是因为层间作用力变小时，In-In键能的降低比Se-In键能的增强幅度更大[13]，拉曼光谱与InSe层数的依赖关系呈现在图（b）中。（a）（b）（c）图1-2[13]（a）InSe原子振动模式；（b）不同厚度InSe的拉曼光谱；（c）局部放大图相应地，荧光光谱随厚度也呈现出明显变化，如图1-3所示，荧光强度随着厚度的减小大大降低，主要归因于量子限域效应引起的直接到间接带隙的跃迁[9]。块状InSe的价带顶和导带底都处于Γ处，跃迁能量最低，称为直接跃迁；而当InSe变薄时，导带的局部最小值稍高一些，处于M点，而对应的Γ→M跃迁的能量高很多，从而导致了间接跃迁[14]。当InSe样品厚度从块体逐渐减薄到双层时荧光峰位从1.3eV增大到2eV，考虑到荧光强度对环境条件敏感，易受外部环境影响。因此，荧光峰位是识别InSe层数的简易方法。图1-3不同厚度的InSe荧光光谱[9]
【参考文献】：
期刊论文
[1]Recent Progress in the Fabrication, Properties, and Devices of Heterostructures Based on 2D Materials[J]. Yanping Liu,Siyu Zhang,Jun He,Zhiming M.Wang,Zongwen Liu. Nano-Micro Letters. 2019(01)
本文编号：2913363
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