NaCl辅助制备单层MoS 2 /WS 2 及其晶界和电学性能的研究
发布时间：2023-05-30 20:24
石墨烯的优异性能引发了科研人员研究二维材料的热情。二维过渡金属硫族化合物制备方法多样,包括机械剥离法、电化学剥离法、液相超声剥离法、水热(溶剂热)法和化学气相沉积法(CVD)等等。化学气相沉积法可以通过调整系列生长参数实现材料尺寸及层数的可控生长,能制备出高品质、大面积单层的二维材料,是被寄予厚望的最有可能实现产业化应用的制备方法。此外,化学气相沉积法还可以通过引入外源材料实现特定掺杂或修饰。本文通过氯化钠辅助的化学气相沉积法成功制得了单层MoS2和WS2材料,并对其生长的影响因素(生长温度、生长时间、卤化物种类及加入比例、载气的流量等)进行了系列研究,确定了在本实验体系下二维MoS2和WS2的最佳生长条件。并通过光学显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱及原子力显微镜等对制备的单层MoS2和WS2进行了详尽的表征和分析。当然,化学气相沉积法制备二维TMDs不可避免的存在一些不足。经研究发现,制备二维的TMDs的晶体结构中普遍存在一些先天缺陷,像原子错位、空缺、...
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 过渡金属硫化物材料概述
1.2.1 载流子输运和散射机制
1.2.2 二硫化钼和二硫化钨的电学性质
1.2.3 二硫化钼和二硫化钨的光学性质
1.2.4 二硫化钼和二硫化钨的力学性质
1.3 二维过渡金属硫族化合物的制备方法
1.3.1 机械剥离法
1.3.2 锂离子插层剥离法
1.3.3 液相剥离法
1.3.4 水热法和溶剂热法
1.3.5 化学气相沉积法
1.3.6 其它合成方法
1.4 二维过渡金属硫化物的应用
1.4.1 场效应晶体管应用
1.4.2 发光二极管应用
1.4.3 传感器应用
1.4.4 锂电池及超级电容器方面的应用
1.4.5 谷电子学中的应用
1.4.6 催化方面的应用
1.5 论文选题与设计思路
第二章 实验材料及单层二硫化钼和二硫化钨的制备
2.1 实验试剂
2.2 实验仪器
2.3 实验设计方案
2.4 最佳生长条件的探索实验
2.4.1 氯化钠配比的实验
2.4.2 反应温度和时间的实验
2.4.3 氩载气流量的实验
2.4.4 硫加热温度的实验
2.5 单层二硫化钼和二硫化钨的制备实验
第三章 单层二硫化钼和二硫化钨的表征分析
3.1 引言
3.2 光学显微镜和扫描电子显微镜表征
3.3 拉曼光谱表征分析
3.4 光致发光光谱表征分析
3.5 透射电子显微镜表征分析
3.6 原子力显微镜表征
3.7 本章小结
第四章 单层二硫化钼和二硫化钨晶界的原位光学表征
4.1 引言
4.2 晶体缺陷的种类
4.3 晶体缺陷对材料性能影响
4.3.1 点缺陷对材料性能的影响
4.3.2 线缺陷对材料性能的影响
4.3.3 面缺陷对材料性能的影响
4.4 单层二硫化钼和二硫化钨晶界的表征分析
4.4.1 原子尺度的晶界表征
4.4.2 毫米尺度的晶界表征
4.5 金沉积法表征单层二硫化钼和二硫化钨的晶界
4.5.1 实验操作
4.5.2 金沉积厚度对晶界表征效果的影响
4.5.3 退火温度对晶界表征效果的影响
4.5.4 退火时间对晶界表征效果的影响
4.5.5 不同退火气氛对晶界表征效果的影响
4.5.6 实验表征分析
4.6 金沉积法普适性探究
4.7 本章小结
第五章 二硫化钼和二硫化钨的转移及电学性能研究
5.1 引言
5.2 二维TMDs材料在场效应晶体管上应用研究进展
5.3 化学气相沉积法生长的TMDs材料的转移
5.4 单层二硫化钼场效应晶体管的构建与测试
5.4.1 目标二硫化钼的转移
5.4.2 单层二硫化钼场效应晶体管的制备
5.4.3 单层二硫化钼场效应晶体管的性能测试
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
本文编号：3824977
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 过渡金属硫化物材料概述
1.2.1 载流子输运和散射机制
1.2.2 二硫化钼和二硫化钨的电学性质
1.2.3 二硫化钼和二硫化钨的光学性质
1.2.4 二硫化钼和二硫化钨的力学性质
1.3 二维过渡金属硫族化合物的制备方法
1.3.1 机械剥离法
1.3.2 锂离子插层剥离法
1.3.3 液相剥离法
1.3.4 水热法和溶剂热法
1.3.5 化学气相沉积法
1.3.6 其它合成方法
1.4 二维过渡金属硫化物的应用
1.4.1 场效应晶体管应用
1.4.2 发光二极管应用
1.4.3 传感器应用
1.4.4 锂电池及超级电容器方面的应用
1.4.5 谷电子学中的应用
1.4.6 催化方面的应用
1.5 论文选题与设计思路
第二章 实验材料及单层二硫化钼和二硫化钨的制备
2.1 实验试剂
2.2 实验仪器
2.3 实验设计方案
2.4 最佳生长条件的探索实验
2.4.1 氯化钠配比的实验
2.4.2 反应温度和时间的实验
2.4.3 氩载气流量的实验
2.4.4 硫加热温度的实验
2.5 单层二硫化钼和二硫化钨的制备实验
第三章 单层二硫化钼和二硫化钨的表征分析
3.1 引言
3.2 光学显微镜和扫描电子显微镜表征
3.3 拉曼光谱表征分析
3.4 光致发光光谱表征分析
3.5 透射电子显微镜表征分析
3.6 原子力显微镜表征
3.7 本章小结
第四章 单层二硫化钼和二硫化钨晶界的原位光学表征
4.1 引言
4.2 晶体缺陷的种类
4.3 晶体缺陷对材料性能影响
4.3.1 点缺陷对材料性能的影响
4.3.2 线缺陷对材料性能的影响
4.3.3 面缺陷对材料性能的影响
4.4 单层二硫化钼和二硫化钨晶界的表征分析
4.4.1 原子尺度的晶界表征
4.4.2 毫米尺度的晶界表征
4.5 金沉积法表征单层二硫化钼和二硫化钨的晶界
4.5.1 实验操作
4.5.2 金沉积厚度对晶界表征效果的影响
4.5.3 退火温度对晶界表征效果的影响
4.5.4 退火时间对晶界表征效果的影响
4.5.5 不同退火气氛对晶界表征效果的影响
4.5.6 实验表征分析
4.6 金沉积法普适性探究
4.7 本章小结
第五章 二硫化钼和二硫化钨的转移及电学性能研究
5.1 引言
5.2 二维TMDs材料在场效应晶体管上应用研究进展
5.3 化学气相沉积法生长的TMDs材料的转移
5.4 单层二硫化钼场效应晶体管的构建与测试
5.4.1 目标二硫化钼的转移
5.4.2 单层二硫化钼场效应晶体管的制备
5.4.3 单层二硫化钼场效应晶体管的性能测试
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
本文编号：3824977
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3824977.html
教材专著
