SnS薄片的各向异性拉曼光谱和SnS/SnS 2 异质结的光电特性
发布时间：2024-05-16 05:45
近年来,IV-VI族二维材料(IV族:Sn、Ge;IV族:S、Se、Te)作为继过渡金属硫属化合物(TMD)之后二维家庭的新成员,具有结构多样、吸光能力强、光电特性优异、地球储量丰富、无毒环保等优点,受到科研人员越来越多的关注。这类材料中,最具代表性的是SnS和SnS2。SnS为p-型二维半导体,结构属于正交晶系,其光吸收系数大(～105cm-1),空穴迁移率高(～100cm2V-1S-1),具有很强的各向异性电学、光学和热电性质;SnS2为n-型二维半导体,结构属于六方晶系,其迁移率可达～230 cm2V-1s-1,同时具有优异的光电探测性能。虽然针对SnS和SnS2的研究工作已经不少,但是高质量少层SnS和SnS2材料的可控制备方法依然缺乏;SnS薄片各向异性的研究仍不系统,其厚度依赖关系仍不明确;更重要的是,虽然SnS和SnS2分别为p和n型半导体,但由于属于不同的晶格结构,直接生长制备基于SnS和SnS2组成的异质结仍是一个很大的挑战。在此背景下,本论文针对SnS和SnS2的生长制备、SnS的各向异性拉曼光谱、SnS2/SnS异质结的制备及其光电性质,开展了较为系统的研究,主要...
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 Ⅳ-Ⅵ族二维材料的晶体结构和性质
1.2.1 SnS的晶体结构和能带
1.2.2 SnS的各向异性电学性质
1.2.3 SnS的各向异性Raman性质
1.2.4 SnS的能谷效应
1.2.5 SnS层数依赖的能带结构和能带劈裂
1.2.6 SnS2的晶体结构和性质
1.3 Ⅳ-Ⅵ族二维材料的制备方法
1.3.1 机械剥离
1.3.2 液相剥离
1.3.3 磁控溅射
1.3.4 气相沉积
1.4 Ⅳ-Ⅵ族二维材料的应用
1.4.1 光电探测器
1.4.2 传感器
1.5 本论文的研究工作
参考文献
第二章 厚度依赖的硫化锡各向异性拉曼性质研究
2.1 研究背景
2.2 样品的制备及分析方法
2.2.1 样品的生长
2.2.2 样品转移
2.2.3 透射电子显微镜的表征
2.2.4 Raman表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 SnS薄片的生长和结果分析
2.3.2 Raman光谱表征
2.3.3 各向异性Raman光谱表征
2.3.4 厚度依赖的各向异性Raman研究
2.4 本章小结
参考文献
第三章 SnS2/SnS纵向异质结的制备及其光电性质
3.1 研究背景
3.2 样品的制备及分析方法
3.2.1 SnS2/SnS异质结的CVD生长
3.2.2 SnS2/SnS异质结的表征
3.2.3 SnS2/SnS异质结器件的制备和表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 SnS2/SnS异质结的成分和形貌表征
3.3.2 塔状SnS2薄片的成分、形貌和晶体结构表征
3.3.3 SnS2/SnS异质结的晶体结构表征
3.3.4 生长机理的讨论分析
3.3.5 SnS2/SnS异质结器件的制备
3.3.6 SnS2/SnS异质结光电性质的研究
3.3.7 一步CVD生长方法的延伸拓展
3.4 本章小结
参考文献
第四章 生长条件对硫锡化合物形貌和性质的影响
4.1 研究背景
4.1.1 Sn2S3和SnS2的研究背景
4.1.1.1 Sn2S3的研究背景
4.1.1.2 SnS2的研究背景
4.1.2 硫锡化合物之间的生长转换
4.1.2.1 电子束作用诱导SnS2转变为SnS
4.1.2.2 衬底温度对生长结果的影响
4.1.3 硫锡化合物生长方案的设计
4.1.3.1 大尺寸SnS2薄片的生长
4.1.3.2 从SnS2到Sn2S3的生长切换
4.1.3.3 SnS中S空位调控
4.2 样品的生长制备和分析方法
4.2.1 SnS2的生长制备
4.2.2 Sn2S3纳米线的生长制备
4.2.3 SnS薄片的生长制备
4.2.4 在SiO2表面制备周期性金电极方块
4.2.5 测试方法与仪器介绍
4.3 结果与讨论
4.3.1 大尺寸SnS2薄片的生长及表征
4.3.2 Sn2S3纳米线的生长和表征
4.3.3 不同生长条件对SnS形貌和光学性质的影响
4.4 本章小结
参考文献
第五章 展望
5.1 提高SnS的迁移率
5.2 单层SnS的制备
5.3 生长级联异质结
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表学术论文情况
本文编号：3974777
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 Ⅳ-Ⅵ族二维材料的晶体结构和性质
1.2.1 SnS的晶体结构和能带
1.2.2 SnS的各向异性电学性质
1.2.3 SnS的各向异性Raman性质
1.2.4 SnS的能谷效应
1.2.5 SnS层数依赖的能带结构和能带劈裂
1.2.6 SnS2的晶体结构和性质
1.3 Ⅳ-Ⅵ族二维材料的制备方法
1.3.1 机械剥离
1.3.2 液相剥离
1.3.3 磁控溅射
1.3.4 气相沉积
1.4 Ⅳ-Ⅵ族二维材料的应用
1.4.1 光电探测器
1.4.2 传感器
1.5 本论文的研究工作
参考文献
第二章 厚度依赖的硫化锡各向异性拉曼性质研究
2.1 研究背景
2.2 样品的制备及分析方法
2.2.1 样品的生长
2.2.2 样品转移
2.2.3 透射电子显微镜的表征
2.2.4 Raman表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 SnS薄片的生长和结果分析
2.3.2 Raman光谱表征
2.3.3 各向异性Raman光谱表征
2.3.4 厚度依赖的各向异性Raman研究
2.4 本章小结
参考文献
第三章 SnS2/SnS纵向异质结的制备及其光电性质
3.1 研究背景
3.2 样品的制备及分析方法
3.2.1 SnS2/SnS异质结的CVD生长
3.2.2 SnS2/SnS异质结的表征
3.2.3 SnS2/SnS异质结器件的制备和表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 SnS2/SnS异质结的成分和形貌表征
3.3.2 塔状SnS2薄片的成分、形貌和晶体结构表征
3.3.3 SnS2/SnS异质结的晶体结构表征
3.3.4 生长机理的讨论分析
3.3.5 SnS2/SnS异质结器件的制备
3.3.6 SnS2/SnS异质结光电性质的研究
3.3.7 一步CVD生长方法的延伸拓展
3.4 本章小结
参考文献
第四章 生长条件对硫锡化合物形貌和性质的影响
4.1 研究背景
4.1.1 Sn2S3和SnS2的研究背景
4.1.1.1 Sn2S3的研究背景
4.1.1.2 SnS2的研究背景
4.1.2 硫锡化合物之间的生长转换
4.1.2.1 电子束作用诱导SnS2转变为SnS
4.1.2.2 衬底温度对生长结果的影响
4.1.3 硫锡化合物生长方案的设计
4.1.3.1 大尺寸SnS2薄片的生长
4.1.3.2 从SnS2到Sn2S3的生长切换
4.1.3.3 SnS中S空位调控
4.2 样品的生长制备和分析方法
4.2.1 SnS2的生长制备
4.2.2 Sn2S3纳米线的生长制备
4.2.3 SnS薄片的生长制备
4.2.4 在SiO2表面制备周期性金电极方块
4.2.5 测试方法与仪器介绍
4.3 结果与讨论
4.3.1 大尺寸SnS2薄片的生长及表征
4.3.2 Sn2S3纳米线的生长和表征
4.3.3 不同生长条件对SnS形貌和光学性质的影响
4.4 本章小结
参考文献
第五章 展望
5.1 提高SnS的迁移率
5.2 单层SnS的制备
5.3 生长级联异质结
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表学术论文情况
本文编号：3974777
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