二硫化钼异质结光电探测器制备与性能研究

发布时间：2023-05-18 03:46

　　二维层状材料被发现以来,因其在电、光、热、力等方面的优异性能,受到了研究者们的广泛关注。相对于零带隙的结构的石墨烯而言,二硫化钼具有天然的带隙,其导电性质属于半导体类型,因而在微纳光电子器件领域具有巨大的潜在应用价值。在光电探测方面,二硫化钼有更高的光吸收率和宽光谱吸收范围,因而适合于用来制作光电探测器。与此同时,人们发现可以将具有层状原子结构的二硫化钼类材料像堆乐高积木一样组合起来,构成二维范德瓦尔斯异质结。不同的异质结构组合不仅能保持单一材料本身的性质,还能在协同作用的效果下产生新的物理特性,得到多种功能的复合型光电子器件。本文首先探索了二硫化钼的机械剥离制备方法,并研究剥离工艺对二硫化钼纳米薄片厚度、表面形貌等特性的影响。在此基础上,通过可控剥离多层二硫化钼纳米薄片,并通过精准微转移的方法制备了二硫化钼/硅异质结光电探测器和二硫化钼/硒化镓异质结光电探测器,研究了两种异质结的能带结构和光电性能,主要研究内容包括:(1)针对单层二硫化钼较弱的光吸收率和较小的光吸收截止波长(670 nm),通过机械剥离的方法,采用无掩模激光直写技术,设计并制备了二硫化钼/硅异质结光电探测器。测试结果...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 二维材料研究现状
        1.2.1 二维材料的分类
        1.2.2 石墨烯简介
        1.2.3 过渡金属硫化物简介
    1.3 二硫化钼介绍
        1.3.1 二硫化钼的晶体结构
        1.3.2 二硫化钼的电子结构
    1.4 二硫化钼的应用
        1.4.1 润滑剂
        1.4.2 场效应晶体管
        1.4.3 阻变存储器
        1.4.4 气体传感器
    1.5 本文的选题意义和主要内容
第二章 器件的制备
    2.1 二硫化钼的制备方法
        2.1.1 机械剥离法
        2.1.2 液相超声剥离法
        2.1.3 锂离子插层法
        2.1.4 化学气相淀积
        2.1.5 上述制备方法对比
    2.2 二硫化钼的表征
        2.2.1 光学显微镜
        2.2.2 原子力显微镜
        2.2.3 拉曼光谱表征
    2.3 器件制备流程
        2.3.1 实验材料
        2.3.2 实验仪器和设备
        2.3.3 二硫化钼/硅异质结光电探测器制备流程图
        2.3.4 二硫化钼/硒化镓异质结光电探测器制备流程图
    2.4 本章小结
第三章 二硫化钼/硅异质结光电探测器制备与性能研究
    3.1 引言
    3.2 二硫化钼/硅异质结光电探测器制备
        3.2.1 二硫化钼/硅异质结的制备
        3.2.2 器件电极的制作
    3.3 二硫化钼/硅异质结光电探测器性能研究
        3.3.1 二硫化钼/硅异质结的整流特性曲线
        3.3.2 二硫化钼/硅异质结的光响应特性研究
        3.3.3 二硫化钼/硅异质结光电探测器的重复性和响应时间研究
        3.3.4 二硫化钼/硅异质结光电探测器的光响应机理研究
    3.4 本章小结
第四章 二硫化钼/硒化镓异质结光电探测器制备与性能研究
    4.1 引言
    4.2 硒化镓的结构、性质、制备与表征
        4.2.1 硒化镓的结构
        4.2.2 硒化镓的性质
        4.2.3 硒化镓的剥离与表征
    4.3 二硫化钼/硒化镓范德瓦尔斯异质结的制备
        4.3.1 底电极的制备
        4.3.2 二硫化钼与硒化镓的对准堆叠
        4.3.3 二硫化钼/硒化镓异质结的表征
    4.4 二硫化钼/硒化镓异质结光电性能研究
        4.4.1 二硫化钼/硒化异质结的整流特性曲线
        4.4.2 二硫化钼/硒化异质结的光电响应特性研究
        4.4.3 二硫化钼/硒化异质结的光伏特性研究
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3818607