弛豫铁电聚合物增强的二维WSe 2 场效应晶体管及多态可调整流器

发布时间：2023-01-04 19:31

　　二硒化钨（WSe2）是少数在空气中较为稳定且能表现出P型沟道的二维材料,但是由于WSe2的费米能级接近其禁带中间,导致其难以与金属形成良好的接触,从而限制了其场效应迁移率,同时也要求其需要较大的工作电压才能实现大的开关比。本课题提出了 一种使用弛豫铁电聚合物偏氟乙烯/三氟乙烯/三氟氯乙烯三元共聚物（P（VDF-TrFE-CFE））对二维WSe2进行P型掺杂的方法,使WSe2沟道的空穴场效应迁移率从27 cm2V-1s-1提升至170 cm2V-1S-1。同时与其他掺杂方法不同的是,P（VDF-TrFE-CFE）本身在室温下具有高介电常数（55以上）,是良好的介电材料。通过在器件沟道表面制备P（VDF-TrFE-CFE）顶栅结构,并在P（VDF-TrFE-CFE）的顶栅调控下,器件表现出比Si02底栅调控下优异得多的P型电学性能,并且大大降低了工作电压。后续的变温实验我们研究了 P（VDF-TrFE-CFE）相转变过程对沟道载流子浓度及迁移率的影响。随着温度的降低,WSe2的空穴迁移率明显上升,并在200K时超过了 900C1cm2V-1S-1 P（VDF-TrFE-CFE）的P型掺杂和... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 二维半导体简介
        1.1.1 引言
        1.1.2 二维过渡金属硫族化合物(TMDs)
        1.1.3 二硒化钨(WSe2)
    1.2 铁电材料简介
        1.2.1 铁电材料
        1.2.2 铁电聚合物P(VDF-TrFE)及薄膜
        1.2.3 弛豫铁电聚合物P(VDF-TrFE-CFE)薄膜
    1.3 二维半导体器件研究进展
        1.3.1 二维材料晶体管
        1.3.2 整流器件
        1.3.3 光电探测器
        1.3.4 WSe_2的掺杂
        1.3.5 铁电聚合物与二维材料
    1.4 二维半导体器件理论基础
        1.4.1 场效应晶体管
        1.4.2 能带结构与肖特基势垒
        1.4.3 载流子迁移率
        1.4.4 光电效应
    1.5 本课题研究的内容及意义
第二章 实验材料与器件制备
    2.1 实验所需仪器
    2.2 二维材料转移与器件制备
        2.2.1 衬底的制备
        2.2.2 二维材料的制备与转移
        2.2.3 P(VDF-TrFE-CFE)薄膜的制备
        2.2.4 器件的制备
    2.3 器件的表征
        2.3.1 光学显微镜表征
        2.3.2 原子力显微镜(AFM)表征
        2.3.3 拉曼光谱表征
    2.4 本章小结
第三章 P(VDF-TrFE-CFE)增强的P型WSe_2场效应晶体管
    3.1 引言
    3.2 P(VDF-TrFE-CFE)对WSe_2的P型掺杂
        3.2.1 器件结构与表征
        3.2.2 输出特性与转移特性
        3.2.3 能带结构
    3.3 P(VDF-TrFE-CFE)对WSe_2沟道的调控
        3.3.1 器件结构
        3.3.2 P(VDF-TrFE-CFE)顶栅调控特性
        3.3.3 P(VDF-TrFE-CFE)转变过程对沟道的影响
    3.4 本章小结
第四章 P(VDF-TrFE-CFE)增强的多态整流器
    4.1 引言
    4.2 多态整流器件
        4.2.1 新型器件结构
        4.2.2 P(VDF-TrFE-CFE)对WSe_2极性的调控
        4.2.3 多态可调整流特性
        4.2.4 光电调控下的整流特性
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
个人简历
攻读硕士期间发表的学术论文与取得的其他科研成果



本文编号：3727804