单层二硫化钼的化学气相沉积法制备及其表征

发布时间：2017-10-31 22:06

  本文关键词：单层二硫化钼的化学气相沉积法制备及其表征

  更多相关文章： 单层二硫化钼 化学气相沉积 拉曼光谱 光致发光谱 石墨烯量子点

【摘要】：单层二硫化钼以其直接带隙的性质及在电子器件、催化、光电领域等中的潜在应用而备受关注。而单层二硫化钼的大规模应用离不开大面积、高质量的可控制备。本文主要围绕大尺寸单层二硫化钼的可控制备这一问题,以化学气相沉积法为手段,制备了大尺寸的单晶二硫化钼和大面积的单层二硫化钼薄膜,系统的研究了其制备工艺对二硫化钼生长的影响。介绍了二硫化钼的基本结构、性质及应用,综述了目前制备单层二硫化钼的几种常见的方法。介绍了实验室自制的CVD设备,实验中主要用到的材料、仪器等,并对本文用到的表征技术进行了介绍,包括光学显微镜、扫描电子显微镜、拉曼光谱和光致发光谱。采用硫化三氧化钼的常压化学气相沉积法在蓝宝石和二氧化硅／硅衬底上生长二硫化钼。研究了衬底的种类、衬底的清洗方式、生长温度、钼源的用量、衬底与钼源的距离等生长条件对二硫化钼生长的影响,并对最佳生长条件下制备出的二硫化钼进行了系统的表征。测试的结果表明,所生长的二硫化钼为厚度均一的单层三角形,尺寸可达50μm。制备了石墨烯量子点,并用石墨烯量子点处理蓝宝石衬底,然后在此衬底上采用硫化三氧化钼的常压化学气相沉积法生长二硫化钼。主要研究了不同浓度的GQDs作为种子促进剂对二硫化钼生长的影响,发现1.5 mg/ml的GQDs可以促进二硫化钼的大面积成膜。随后进一步对所生长的大面积二硫化钼薄膜进行了系统的表征。表征的结果表明：所生长的二硫化钼薄膜是均一的单层,横向尺寸至少为500μm。
【关键词】：单层二硫化钼 化学气相沉积 拉曼光谱 光致发光谱 石墨烯量子点
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O614.612;O484.1
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 引言10-25
• 1.1 二硫化钼的结构10-12
• 1.2 二硫化钼的性质12-14
• 1.2.1 二硫化钼的光学性质12
• 1.2.2 二硫化钼的电学性质12-13
• 1.2.3 二硫化钼的力学性质13-14
• 1.3 二硫化钼的制备方法14-22
• 1.3.1 “自顶向下”的制备方法14-18
• 1.3.2 “自底向上”的制备方法18-22
• 1.4 二硫化钼的应用22-24
• 1.4.1 固体润滑剂22
• 1.4.2 场效应晶体管22-23
• 1.4.3 传感器23-24
• 1.4.4 催化剂24
• 1.5 本文选题依据及主要研究内容24-25
• 2 实验材料设备及表征技术25-31
• 2.1 实验材料设备25-27
• 2.1.1 实验材料25
• 2.1.2 实验设备25-26
• 2.1.3 CVD生长设备26-27
• 2.2 表征技术27-30
• 2.2.1 光学显微镜27
• 2.2.2 扫描电子显微镜27-28
• 2.2.3 拉曼光谱28-29
• 2.2.4 光致发光谱29-30
• 2.3 本章小结30-31
• 3 硫化三氧化钼法制备单层二硫化钼31-42
• 3.1 本章引论31
• 3.2 实验部分31-32
• 3.2.1 衬底的处理32
• 3.2.2 实验流程32
• 3.3 不同条件对单层二硫化钼制备的影响32-37
• 3.3.1 不同衬底的种类对单层二硫化钼的影响32-33
• 3.3.2 不同清洗衬底的方式对单层二硫化钼的影响33-34
• 3.3.3 不同的生长温度对单层二硫化钼的影响34-35
• 3.3.4 不同钼源的用量对单层二硫化钼的影响35-36
• 3.3.5 不同衬底与钼源的间距对单层二硫化钼的影响36-37
• 3.4 二硫化钼的表征37-41
• 3.5 本章小结41-42
• 4 石墨烯量子点对二硫化钼生长的催化作用研究42-49
• 4.1 本章引论42
• 4.2 实验部分42-44
• 4.2.1 石墨烯量子点的制备43
• 4.2.2 衬底的处理43
• 4.2.3 制备二硫化钼的实验流程43-44
• 4.3 结果与讨论44-48
• 4.4 本章小结48-49
• 5 结论49-50
• 参考文献50-52
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果52-54
• 学位论文数据集54

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