结构可控的二硫化铼二维晶体的制备及器件研究

发布时间：2020-08-12 19:26

【摘要】：二硫化铼(ReS_2)是一种第Ⅶ主族过渡金属硫化物,因其在结构和振动上的各向异性、不依赖于层数的光电特性,而发受到人们的广泛关注。本文基于化学气相沉积法(CVD),以高铼酸铵和硫粉为前驱体,利用金属点阵的诱导作用,在SiO_2衬底上实现了二硫化铼纳米花的定点生长;改变金属材料的类型,探究金属诱导二硫化铼纳米花定点生长的机制。在此基础上,利用电子束蒸发镀膜技术,在SiO_2衬底上沉积一层金属薄膜,实现了大面积ReS_2纳米花的可控制备。通过改变反应过程中前驱体的量,实现了高质量、具有规则形貌的ReS_2晶体的稳定生长,所制备的ReS_2晶体大部分为三角形或者平行四边形。利用透射电子显微术,确定了三角形ReS_2晶体的a、b轴,发现材料的a轴和b轴正好和三角形ReS_2晶体的两条不同的边平行。为此,提出可以仅仅通过比较三角形ReS_2晶体两条边的长度,来确定三角形ReS_2的a轴和b轴,这避免了表征过程中对晶体造成任何的损伤。对CVD制备的ReS_2晶体,利用标准的光刻以及电子束刻蚀技术构筑场效应晶体管,研究其电学性能,发现ReS_2场效应晶体管的电子迁移率为8.16 cm~2 V~(-1) s~(-1),开关比可以达到10~5。
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O614.713
【图文】：

图 1.1.1 二维材料种类[17]图 1.1.2 MoS2的原子结构的侧视图(a)和俯视图(b)拓扑绝缘体、过渡金属磷化物、黑磷以及二硫化铼等，这些都是层状材料，都可以通过机械剥离或者其他方法获得。

图 1.1.2 MoS2的原子结构的侧视图(a)和俯视图(b)拓扑绝缘体、过渡金属磷化物、黑磷以及二硫化铼等，这些都是层状材料，都可以通过机械剥离或者其他方法获得。1.2 二维材料二硫化铼二维 TMD 材料自 1960 年以来就已经为人们所知，事实上，早在 1969 年就有人综述了40 多种 TMD材料以及他们的基本性能[18]。其中第Ⅵ族材料，如 MoS2和 WS2是最典型的 TMD 材料。除了最流行的第Ⅵ族材料外，最近第Ⅶ族二硫化铼(ReS2)材料，因其在结构、光电以及化学等方面独特的性质，而引起了人们广泛的兴趣[19,20]。最吸引研究人员兴趣的是，对于绝大多数 TMD 材料来说，当其厚度由多层逐渐减薄到单层时，间接带隙到直接带隙的转变是很明显的，而对于ReS2来说，无论它的厚度是多少，它的带隙永远保持为直接带隙，与层数没有关系[21-23]。此外，被广泛研究的第Ⅵ族 TMD 材料主要表现为 1H、2H、3R 或者

第 1 章 引言中具有各向异性[24]。这些属性使得 ReS2在 TMD 中成为一种独特的材料。ReS2由三个原子层S-Re-S组成，其中Re和S以共价键的形式连接在一起。像其他二维材料一样，ReS2的层与层之间也是通过较弱的范德华力耦合在一起，形成块状晶体。它的晶胞是由一个对称的六边形演变而来的扭曲 1T 结构，在这个结构中，4 个 Re 原子形成一个平行四边形 Re 原子团，从而创造了巨大的可能性，在复合的异质结构内形成面内各向异性[20,25]，如图 1.2.1 所示为单层 ReS2的晶格结构图，其中蓝色的代表金属 Re 原子，黄色代表 S 原子。ReS2的另一个

【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 朱杰,孙润广;原子力显微镜的基本原理及其方法学研究[J];生命科学仪器;2005年01期

本文编号：2790921