类石墨烯二硫化钼纳米复合材料的制备及其光电器件研究

发布时间：2017-05-03 13:02

  本文关键词：类石墨烯二硫化钼纳米复合材料的制备及其光电器件研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,类石墨烯二硫化钼纳米材料随着石墨烯材料的研究热潮的兴起,也迅速引起了物理、化学、电子、材料等众多领域的专家学者们广泛地关注,一时间成为二维层状材料的典型代表。作为二维过渡金属硫化物(TMDs)中最具有代表性的材料,类石墨烯二硫化钼拥有着独特的微观结构和理、化性质,并拥有可调控的能带隙,使得其在弥补了石墨烯的零带隙缺点的同时,却仍然能具备石墨烯的很多优点,因此,类石墨烯二硫化钼材料在光电存储、发光二极管、场效应管以及传感器等光电器件的领域中,均拥有广阔的应用前景。然而,这也对类石墨烯二硫化钼纳米材料的制备、应用领域提出了更高的要求,使得单一功能的类石墨烯二硫化钼已经无法满足于现今的需求,因此探究类石墨烯二硫化钼的纳米复合材料的制备及其在光电器件领域的应用尤为重要。在此基础上,本文以类石墨烯二硫化钼为研究对象,对其液相制备方法进行了一些可控性制备,意在提高单层或者薄层类石墨烯二硫化钼的产率。在制备类石墨烯二硫化钼的纳米复合材料的基础之上,着重研究了类石墨烯二硫化钼纳米复合材料在电存储及有机发光二极管等光电器件上的应用,并优化和提高相应的光电存储器件、发光器件的结构和器件的光电性能。本论文主要包括以下三个方面:第一,本文主要采取了两种不同的方法去制备类石墨烯二硫化钼纳米片,即是直接液相超声法以及锂离子插层法。通过表征所制备出的类石墨烯二硫化钼纳米片的结构与形貌、尺寸、吸光强度等情况验证剥离方法的有效性。同时也探究了成功将类石墨烯二硫化钼纳米片从一种溶剂转移到另一种溶剂的有效的方法,并且也对转移到乙醇溶剂中的类石墨烯二硫化钼纳米片进行了表征测试,发现其不但成功转移,而且也对类石墨烯二硫化钼纳米片进行了进一步的纯化,使得纳米片趋于均匀。最后成功制备出出薄层甚至是单层的类石墨烯二硫化钼纳米片,同时通过溶剂转移法,可以让类石墨烯二硫化钼纳米片具有更好的稳定性以及与其他溶液反应的适应性。第二,本文研究了在不同的溶剂状态下,类石墨烯二硫化钼与富勒烯材料的液相复合的可行性,同时对材料进行了表征。并且使用制备的材料作为存储器件的活性层,通过旋涂、蒸镀的方法,成功制备出了基于类石墨烯二硫化钼-富勒烯纳米复合材料的Flash非易失性电存储器件。器件表现出良好的存储特性,其阈值电压为2.2 V,并且开关比约为104,其ON态与OFF态的持续时间达到了104秒之长,且器件可以进行超过20多次的读写擦(WERE)循环。最后通过拟合不同导电状态下的电流曲线,确定了对应的导电传输模型,并且根据器件表面活性层的表征,确立了存储器件的存储机理,并进行了阐述说明。第三,本文通过先旋涂再蒸镀的方式,制备了基于掺杂金纳米粒子不同含量的类石墨烯二硫化钼溶液作为空穴传输层的发光器件。并发现拥有金纳米粒子的器件,能够表现出更好的亮度和流明效率,说明掺入金纳米粒子之后,确实能够给器件带来发光效率方面的改善。但同时,随着金纳米粒子含量的增大,其器件性能则出现衰减、陡降的现象,究其原因应是随着金纳米粒子的掺杂浓度的增加,其还会造成发光激子的淬灭现象的发生。之后,通过测量各个类型器件的启亮电压、电流效率、发光亮度、电流密度等性能参数,绘制出了各个器件的参数关系曲线图,并进行了性能上的对比,从而得出了综合性能最好的器件,最后,给出了相应的机理解释。
【关键词】：类石墨烯二硫化钼 类石墨烯二硫化钼-富勒烯纳米复合物 类石墨烯二硫化钼-金纳米复合物 存储器件 发光器件
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ136.12;TB383.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 引言10-11
• 1.2 类石墨烯二硫化钼材料的制备方法11-14
• 1.2.1 微机械剥离法12-13
• 1.2.2 电化学法13
• 1.2.3 液相超声法13-14
• 1.2.4 锂离子插层法14
• 1.3 类石墨烯二硫化钼纳米材料的表征方法14-18
• 1.3.1 原子力显微镜14-15
• 1.3.2 透射电子显微镜15-16
• 1.3.3 拉曼散射光谱16-17
• 1.3.4 光学显微镜17-18
• 1.4 类石墨烯二硫化钼纳米材料的器件应用18-20
• 1.4.1 有机电双稳态存储器件18-19
• 1.4.2 电致发光器件19-20
• 1.5 本论文的研究思路20-22
• 第二章 类石墨烯二硫化钼纳米材料的液相制备及表征22-33
• 2.1 概述22-23
• 2.2 实验部分23-25
• 2.2.1 主要实验药品与试剂23
• 2.2.2 主要实验仪器23-24
• 2.2.3 液相超声剥离法24
• 2.2.4 锂离子插层剥离法24-25
• 2.2.5 类石墨烯二硫化钼纳米片的表征25
• 2.3 结果与讨论25-32
• 2.3.1 NMP溶剂中的类石墨烯二硫化钼25-27
• 2.3.2 乙醇溶剂中的类石墨烯二硫化钼27-28
• 2.3.3 水溶剂中的类石墨烯二硫化钼28-30
• 2.3.4 异丙醇溶剂中的类石墨烯二硫化钼30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 类石墨烯二硫化钼-富勒烯纳米复合材料的制备及存储器件的研究33-50
• 3.1 概述33-34
• 3.2 实验部分34-37
• 3.2.1 主要实验药品与试剂34-35
• 3.2.2 主要实验仪器35
• 3.2.3 类石墨烯二硫化钼-富勒烯纳米复合材料的制备35-36
• 3.2.4 电存储器件的制备36-37
• 3.2.5 电存储器件性能的测试37
• 3.3 结果与讨论37-48
• 3.3.1 类石墨烯二硫化钼-富勒烯纳米复合物的表征37-41
• 3.3.2 类石墨烯二硫化钼-富勒烯纳米复合物的器件性能表征41-43
• 3.3.3 类石墨烯二硫化钼-富勒烯纳米复合物存储器件的机理研究43-48
• 3.4 本章小结48-50
• 第四章 类石墨烯二硫化钼-金纳米复合材料的光电器件的研究50-64
• 4.1 概述50-51
• 4.2 实验部分51-54
• 4.2.1 主要实验药品与试剂51
• 4.2.2 主要实验仪器51-52
• 4.2.3 有机发光器件的制备52-53
• 4.2.4 有机发光器件性能的测试53-54
• 4.3 结果与讨论54-62
• 4.3.1 基于类石墨烯二硫化钼-金纳米复合材料的发光器件浓度研究54-58
• 4.3.2 基于类石墨烯二硫化钼-金纳米复合材料的发光器件厚度研究58-60
• 4.3.3 基于类石墨烯二硫化钼-金纳米复合材料的发光器件退火时长研究60-62
• 4.4 本章小结62-64
• 第五章 总结与展望64-66
• 参考文献66-71
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文71-72
• 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利72-73
• 致谢73

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;科学家首次用纳米管制造出石墨烯带[J];电子元件与材料;2009年06期

2 ;石墨烯研究取得系列进展[J];高科技与产业化;2009年06期

3 ;新材料石墨烯[J];材料工程;2009年08期

4 ;日本开发出在蓝宝石底板上制备石墨烯的技术[J];硅酸盐通报;2009年04期

5 马圣乾;裴立振;康英杰;;石墨烯研究进展[J];现代物理知识;2009年04期

6 傅强;包信和;;石墨烯的化学研究进展[J];科学通报;2009年18期

7 ;纳米中心石墨烯相变研究取得新进展[J];电子元件与材料;2009年10期

8 徐秀娟;秦金贵;李振;;石墨烯研究进展[J];化学进展;2009年12期

9 张伟娜;何伟;张新荔;;石墨烯的制备方法及其应用特性[J];化工新型材料;2010年S1期

10 万勇;马廷灿;冯瑞华;黄健;潘懿;;石墨烯国际发展态势分析[J];科学观察;2010年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 成会明;;石墨烯的制备与应用探索[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

2 钱文;郝瑞;侯仰龙;;液相剥离制备高质量石墨烯及其功能化[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年

3 张甲;胡平安;王振龙;李乐;;石墨烯制备技术与应用研究的最新进展[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第3分册）[C];2010年

4 赵东林;白利忠;谢卫刚;沈曾民;;石墨烯的制备及其微波吸收性能研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第7分册）[C];2010年

5 沈志刚;李金芝;易敏;;射流空化方法制备石墨烯研究[A];颗粒学最新进展研讨会——暨第十届全国颗粒制备与处理研讨会论文集[C];2011年

6 王冕;钱林茂;;石墨烯的微观摩擦行为研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年

7 赵福刚;李维实;;树枝状结构功能化石墨烯[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年

8 吴孝松;;碳化硅表面的外延石墨烯[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

9 周震;;后石墨烯和无机石墨烯材料:计算与实验的结合[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年

10 周琳;周璐珊;李波;吴迪;彭海琳;刘忠范;;石墨烯光化学修饰及尺寸效应研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 姚耀;石墨烯研究取得系列进展[N];中国化工报;2009年

2 刘霞;韩用石墨烯制造出柔性透明触摸屏[N];科技日报;2010年

3 记者 王艳红;“解密”石墨烯到底有多奇妙[N];新华每日电讯;2010年

4 本报记者 李好宇 张們捷(实习) 特约记者 李季;石墨烯未来应用的十大猜想[N];电脑报;2010年

5 证券时报记者 向南;石墨烯贵过黄金15倍 生产不易炒作先行[N];证券时报;2010年

6 本报特约撰稿 吴康迪;石墨烯 何以结缘诺贝尔奖[N];计算机世界;2010年

7 记者 谢荣　通讯员 夏永祥 陈海泉 张光杰;石墨烯在泰实现产业化[N];泰州日报;2010年

8 本报记者 纪爱玲;石墨烯：市场未启 炒作先行[N];中国高新技术产业导报;2011年

9 周科竞;再说石墨烯的是与非[N];北京商报;2011年

10 王小龙;新型石墨烯材料薄如纸硬如钢[N];科技日报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 吕敏;双层石墨烯的电和磁响应[D];中国科学技术大学;2011年

2 罗大超;化学修饰石墨烯的分离与评价[D];北京化工大学;2011年

3 唐秀之;氧化石墨烯表面功能化修饰[D];北京化工大学;2012年

4 王崇;石墨烯中缺陷修复机理的理论研究[D];吉林大学;2013年

5 盛凯旋;石墨烯组装体的制备及其电化学应用研究[D];清华大学;2013年

6 姜丽丽;石墨烯及其复合薄膜在电极材料中的研究[D];西南交通大学;2015年

7 姚成立;多级结构石墨烯/无机非金属复合材料的仿生合成及机理研究[D];安徽大学;2015年

8 伊丁;石墨烯吸附与自旋极化的第一性原理研究[D];山东大学;2015年

9 梁巍;基于石墨烯的氧还原电催化剂的理论计算研究[D];武汉大学;2014年

10 王义;石墨烯的模板导向制备及在电化学储能和肿瘤靶向诊疗方面的应用[D];复旦大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 詹晓伟;碳化硅外延石墨烯以及分子动力学模拟研究[D];西安电子科技大学;2011年

2 王晨;石墨烯的微观结构及其对电化学性能的影响[D];北京化工大学;2011年

3 苗伟;石墨烯制备及其缺陷研究[D];西北大学;2011年

4 蔡宇凯;一种新型结构的石墨烯纳米器件的研究[D];南京邮电大学;2012年

5 金丽玲;功能化石墨烯的酶学效应研究[D];苏州大学;2012年

6 黄凌燕;石墨烯拉伸性能与尺度效应的研究[D];华南理工大学;2012年

7 刘汝盟;石墨烯热振动分析[D];南京航空航天大学;2012年

8 雷军;碳化硅上石墨烯的制备与表征[D];西安电子科技大学;2012年

9 于金海;石墨烯的非共价功能化修饰及载药系统研究[D];青岛科技大学;2012年

10 李晶;高分散性石墨烯的制备[D];上海交通大学;2013年

  本文关键词：类石墨烯二硫化钼纳米复合材料的制备及其光电器件研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：343037