硒化镓薄片的制备与表面拉曼增强及场效应器件研究

发布时间：2018-05-18 12:10

  本文选题：硒化镓 + 表面增强拉曼光谱　； 参考：《中国科学技术大学》2017年硕士论文

【摘要】：硒化镓,作为Ⅲ-Ⅵ族硫属化合物中的一员,具有独特的四层Se-Ga-Ga-Se结构。当硒化镓晶体层数逐渐减小时,其电子能带带隙逐渐增大。硒化镓薄片层数少于7层时,它从直接带隙半导体转变成间接带隙半导体。由于其独特的电子结构,硒化镓晶体可以实现太赫兹波段的功率输出,在光电子器件、非线性光学等领域具有广泛的应用前景。硒化镓材料表面因具有原子级平整,以及非极性特性,可以作为研究表面增强拉曼中化学增强机制的理想材料。此外以硒化镓薄片为基础制备的场效应晶体管,在输运性质上有很大的提升空间。本论文从硒化镓薄片的制备出发,研究了硒化镓薄片的表面拉曼增强效应和场效应特性,共有四章内容,简介如下:第一章为绪论。我们介绍了硒化镓的发展历史、常用的制备方法、结构、基本性质以及应用的发展前景。其次,我们简单介绍了表面拉曼增强和场效应晶体管的基本原理以及发展趋势。最后概述了研究工作的选题背景和科学意义。第二章研究了硒化镓薄片的表面增强拉曼光谱。我们利用机械剥离制备的硒化镓薄片,将其作为测量分子拉曼信号的衬底,研究其表面拉曼增强效应。通过拉曼表征发现,被探测分子在单层硒化镓衬底上的拉曼信号最强,并且其拉曼增强效应还随着其层数的增加而减弱。通过研究被探测分子的厚度与拉曼信号强度的关系,发现存在首层效应(first-layer effect)现象。结合此结果与沉积分子后的硒化镓PL峰淬灭的现象,我们将硒化镓的表面拉曼化学增强机理归因于分子与衬底间产生的电荷转移。第三章侧重展示对硒化镓薄片迁移率的改善研究。我们采用shadow mask方法制备了硒化镓场效应晶体管,研究其输运性质。根据硒化镓的能带结构以及不同金属的功函数,我们选用金属钯作为金属电极,减小金属-半导体界面接触电阻,提高硒化镓FET电学性质。再通过对器件退火,机械剥离残留的胶带杂质可以得到有效消除,改善了金属与硒化镓接触问题。通过实验还发现,退火有利于解决硒化镓FET的退化问题,在一定程度上恢复器件性能。我们还采用PMMA/SiO2作为衬底,以期抑制界面散射,提高载器件流子迁移率。第四章对硒化镓研究中的一些挑战和发展趋势进行了一些展望。
[Abstract]:Gallium selenide, as a member of the 鈪，

本文编号：1905782