基于机械剥离石墨烯FET结构探测器的制备与掺杂研究
发布时间：2021-01-15 06:20
2004年以来,优异的物理性质使得石墨烯这种新型的二维平面晶体具有多样独特的应用,为未来实现全碳基的电子电路和电子器件以及半导体电子信息技术的发展展现出新的研究方向。本论文采用机械剥离法制备石墨烯薄膜,围绕制备的GFET研究其电学性能,并深入了探究石墨烯的表面掺杂作用,拓展了其作为光电探测器的应用。论文采用机械剥离法在SiO2/Si衬底上制备出单层石墨烯,尺寸在1525μm。通过金相显微镜对石墨烯进行初步的层数确定和定位,再通过拉曼光谱中单层石墨烯IG/I2D<1/2,双层石墨烯IG/I2D接近于1的关系,对单、双层石墨烯的层数和缺陷进行了表征。采用负胶剥离（lift-off）的方法通过光刻和金属沉积完成了背栅结构GFET的制备。对制备的GFET进行电学测试,根据Id-Vd曲线可以判断器件是否形成了完整的欧姆接触和判断石墨烯电导率变化;根据Id-Vg曲线形状,可以把石墨烯的电学特性分为以下两类:双极型Id-Vg曲线,电子和空穴的迁移率分别为107 c...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 石墨烯的结构和基本特性
1.2 石墨烯应用的研究现状及发展趋势
1.2.1 石墨烯场效应晶体管
1.2.2 石墨烯其他应用
1.3 石墨烯场效应晶体管的结构和原理
1.3.1 GFET器件的结构
1.3.2 GFET器件的原理
1.4 石墨烯结合量子点材料制成高灵敏光电探测器
1.5 本文的研究内容与意义
第二章 石墨烯的制备及表征
2.1 石墨烯的制备方法和原理介绍
2.1.1 机械剥离法
2.1.2 化学气相沉积（CVD）法
2.1.3 SiC外延生长法
2.1.4 氧化还原法
2.2 机械剥离法单层石墨烯的制备和定位
2.3 石墨烯的表征
2.3.1 金相显微镜表征
2.3.2 拉曼光谱表征
2.4 本章小结
第三章 石墨烯场效应晶体管的制备及特性研究
3.1 石墨烯FET的制备
3.1.1 机械剥离石墨烯FET的制备工艺
3.1.2 CVD石墨烯FET的制备工艺
3.2 电学特性研究及电学参数计算
3.2.1 石墨烯电阻特性研究
d-Vg曲线"> 3.2.2 双极型Id-Vg曲线
d-Vg曲线"> 3.2.3 单极型Id-Vg曲线
3.3 GFET表面掺杂研究
3.3.1 氨水溶液对GFET电学特性的影响
3.3.2 氨水溶液浓度对GFET电学特性的影响
3.4 本章小结
第四章 量子点-石墨烯混合型探测器光响应特性研究
2/ZnS量子点材料简介"> 4.1 CuInS2/ZnS量子点材料简介
2/ZnS量子点与CVD石墨烯混合型器件研究"> 4.2 CuInS2/ZnS量子点与CVD石墨烯混合型器件研究
2/ZnS量子点与机械剥离石墨烯混合型器件研究"> 4.3 CuInS2/ZnS量子点与机械剥离石墨烯混合型器件研究
4.4 本章小结
第五章 全文总结与展望
5.1 全文总结
5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于石墨烯-钙钛矿量子点场效应晶体管的光电探测器[J]. 郑加金,王雅如,余柯涵,徐翔星,盛雪曦,胡二涛,韦玮. 物理学报. 2018(11)
[2]石墨烯的研究现状与发展趋势[J]. 王玉姣,田明伟,曲丽君. 成都纺织高等专科学校学报. 2016(01)
[3]基于石墨烯的太赫兹器件研究进展[J]. 冯伟,张戎,曹俊诚. 物理学报. 2015(22)
[4]低温合成广谱发光CuInS2/ZnS量子点[J]. 付敏,栾伟玲,涂善东,MLECZKO Leslaw. 高等学校化学学报. 2015(10)
[5]Room-temperature terahertz detection based on CVD graphene transistor[J]. 杨昕昕,孙建东,秦华,吕利,苏丽娜,闫博,李欣幸,张志鹏,方靖岳. Chinese Physics B. 2015(04)
[6]石墨烯场效应晶体管研究进展[J]. 杨正龙,刘芯岩,卜弋龙,徐晓黎,刘永生. 固体电子学研究与进展. 2014(04)
[7]石墨烯掺杂的研究进展[J]. 张芸秋,梁勇明,周建新. 化学学报. 2014(03)
博士论文
[1]石墨烯场效应晶体管的制备及其特性研究[D]. 冯婷婷.清华大学 2014
硕士论文
[1]石墨烯场效应晶体管的制备及性能研究[D]. 杨乐陶.山东大学 2016
[2]石墨烯场效应晶体管设计加工及特性研究[D]. 王永存.中北大学 2014
[3]CVD石墨烯场效应晶体管的制备及性能研究[D]. 田洪军.电子科技大学 2014
[4]石墨烯薄膜制备、场效应晶体管构建及其性能研究[D]. 付尧.电子科技大学 2012
本文编号：2978399
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 石墨烯的结构和基本特性
1.2 石墨烯应用的研究现状及发展趋势
1.2.1 石墨烯场效应晶体管
1.2.2 石墨烯其他应用
1.3 石墨烯场效应晶体管的结构和原理
1.3.1 GFET器件的结构
1.3.2 GFET器件的原理
1.4 石墨烯结合量子点材料制成高灵敏光电探测器
1.5 本文的研究内容与意义
第二章 石墨烯的制备及表征
2.1 石墨烯的制备方法和原理介绍
2.1.1 机械剥离法
2.1.2 化学气相沉积（CVD）法
2.1.3 SiC外延生长法
2.1.4 氧化还原法
2.2 机械剥离法单层石墨烯的制备和定位
2.3 石墨烯的表征
2.3.1 金相显微镜表征
2.3.2 拉曼光谱表征
2.4 本章小结
第三章 石墨烯场效应晶体管的制备及特性研究
3.1 石墨烯FET的制备
3.1.1 机械剥离石墨烯FET的制备工艺
3.1.2 CVD石墨烯FET的制备工艺
3.2 电学特性研究及电学参数计算
3.2.1 石墨烯电阻特性研究
d-Vg曲线"> 3.2.2 双极型Id-Vg曲线
d-Vg曲线"> 3.2.3 单极型Id-Vg曲线
3.3 GFET表面掺杂研究
3.3.1 氨水溶液对GFET电学特性的影响
3.3.2 氨水溶液浓度对GFET电学特性的影响
3.4 本章小结
第四章 量子点-石墨烯混合型探测器光响应特性研究
2/ZnS量子点材料简介"> 4.1 CuInS2/ZnS量子点材料简介
2/ZnS量子点与CVD石墨烯混合型器件研究"> 4.2 CuInS2/ZnS量子点与CVD石墨烯混合型器件研究
2/ZnS量子点与机械剥离石墨烯混合型器件研究"> 4.3 CuInS2/ZnS量子点与机械剥离石墨烯混合型器件研究
4.4 本章小结
第五章 全文总结与展望
5.1 全文总结
5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于石墨烯-钙钛矿量子点场效应晶体管的光电探测器[J]. 郑加金,王雅如,余柯涵,徐翔星,盛雪曦,胡二涛,韦玮. 物理学报. 2018(11)
[2]石墨烯的研究现状与发展趋势[J]. 王玉姣,田明伟,曲丽君. 成都纺织高等专科学校学报. 2016(01)
[3]基于石墨烯的太赫兹器件研究进展[J]. 冯伟,张戎,曹俊诚. 物理学报. 2015(22)
[4]低温合成广谱发光CuInS2/ZnS量子点[J]. 付敏,栾伟玲,涂善东,MLECZKO Leslaw. 高等学校化学学报. 2015(10)
[5]Room-temperature terahertz detection based on CVD graphene transistor[J]. 杨昕昕,孙建东,秦华,吕利,苏丽娜,闫博,李欣幸,张志鹏,方靖岳. Chinese Physics B. 2015(04)
[6]石墨烯场效应晶体管研究进展[J]. 杨正龙,刘芯岩,卜弋龙,徐晓黎,刘永生. 固体电子学研究与进展. 2014(04)
[7]石墨烯掺杂的研究进展[J]. 张芸秋,梁勇明,周建新. 化学学报. 2014(03)
博士论文
[1]石墨烯场效应晶体管的制备及其特性研究[D]. 冯婷婷.清华大学 2014
硕士论文
[1]石墨烯场效应晶体管的制备及性能研究[D]. 杨乐陶.山东大学 2016
[2]石墨烯场效应晶体管设计加工及特性研究[D]. 王永存.中北大学 2014
[3]CVD石墨烯场效应晶体管的制备及性能研究[D]. 田洪军.电子科技大学 2014
[4]石墨烯薄膜制备、场效应晶体管构建及其性能研究[D]. 付尧.电子科技大学 2012
本文编号：2978399
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