基于超薄二硫化钼的光电探测器制备及其性能研究

发布时间：2023-12-10 09:18

　　光电转移是当下乃至未来科技应用的核心一环,光电探测器在生物、医学、能源、通讯等生产生活的方方面面都有重要的作用。多元化的应用环境不断对光电探测器提出了新的要求,传统光电探测器面临巨大的压力和挑战。以石墨烯为代表的二维材料的发现无疑为光电探测器的未来发展带来了启示。当中,以二硫化钼(MoS₂)为代表的过渡金属硫化物超薄二维材料,因其独特的半导体性质及突出的物理、电学和光电性能,在光电探测领域包括柔性化、微型化和多元化方面有巨大的应用潜力。尽管二硫化钼在光电探测领域的研究已初有成果,但在器件响应度,响应速度和响应光谱范围等方面仍存在挑战。本文对基于超薄二硫化钼的光电探测器进行了研究,采用微机械剥离及干法转移堆叠技术制备二维材料并组装成光电探测器,通过光学显微镜、原子力显微镜、拉曼光谱仪等设备对材料进行表征。针对纳米金颗粒修饰和范德华异质结两类二硫化钼光电探测器展开研究。创新性地利用真空溅射的方法完成对二维材料的纳米金颗粒修饰,通过改变真空溅射电流和溅射次数能有效调控纳米金颗粒的特征尺寸。实验证实了真空溅射纳米金颗粒的修饰方法能提高二硫化钼光电探测器的响应性能。其中,3...

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 二维层状超薄材料的概述
            1.1.1.1 石墨烯性质概括
            1.1.1.2 类石墨烯二硫化钼性质概括
        1.1.2 光辐射探测器简介
            1.1.2.1 光辐射探测器的类别
            1.1.2.2 光辐射探测器主要性能参数
            1.1.2.3 超薄二维材料光电探测器
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 SPR增强光电探测器
        1.2.2 范德华异质结光电探测器
    1.3 本文的选题意义和主要内容
        1.3.1 选题意义
        1.3.2 主要内容
        1.3.3 主要创新点
第二章 超薄二硫化钼的制备、转移和表征
    2.1 微机械剥离制备超薄二硫化钼
    2.2 超薄二硫化钼的转移和堆叠
    2.3 二维二硫化钼的表征方法
        2.3.1 样品形貌表征
        2.3.2 样品厚度的AFM测量
        2.3.3 样品的拉曼光谱
    2.4 实验试剂和仪器
    2.5 本章小结
第三章 纳米金颗粒修饰二硫化钼光电探测器
    3.1 真空溅射参数对纳米金颗粒特征尺寸影响的研究
        3.1.1 真空溅射参数与纳米金颗粒制备
        3.1.2 纳米金颗粒的表征和分析
    3.2 纳米金颗粒修饰对二硫化钼光电探测器性能影响的研究
        3.2.1 光电探测器的结构和表征
        3.2.2 真空溅射纳米金颗粒对二硫化钼材料性能影响的研究
        3.2.3 纳米金颗粒对二硫化钼光电探测器光电性能影响的研究
        3.2.4 纳米金颗粒修饰仿真与机理分析
    3.3 本章小结
第四章 二碲化钼/二硫化钼异质结光电探测器
    4.1 二碲化钼/二硫化钼范德华异质结
        4.1.1 范德华异质结光电探测器的制备
            4.1.1.1 氧化铟锡图形化电极衬底的制备
            4.1.1.2 范德华异质结的转移堆叠
        4.1.2 二碲化钼/二硫化钼范德华异质结的表征
    4.2 范德华异质结光电探测器光电性能的研究
        4.2.1 二硫化钼和二碲化钼与电极接触类型的探究
        4.2.2 探测器光电性能测试与分析
        4.2.3 探测器能带结构与机理分析
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文总结
    5.2 未来工作与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3872221