基于单壁碳纳米管/石墨烯van der Waals结的高性能纳米传感器研究
发布时间：2021-01-19 13:07
半导体性单壁碳纳米管（S-SWCNT）是一种直接带隙半导体材料,其带隙根据直径和手性的不同可在0.61.2 eV范围内变化。S-SWCNT具有巨大的比表面积、超高的载流子迁移率、优异的宽谱（紫外-近红外）光吸收、电学性质对环境气氛敏感等特点,而且载流子在S-SWCNTs轴向输运为弹道式传输,传输自由程可至微米级。因此,S-SWCNT在构筑高性能纳米传感器方面受到广泛关注并具有着广阔的前景。然而,S-SWCNT的径向激子扩散长度仅在几个纳米范围内,这意味着S-SWCNT径向的载流子传输能力被严重限制,导致进一步提升这类纳米传感器的性能面临巨大挑战。SWCNT/石墨烯van der Waals结则能有效提高SWCNT中电子-空穴对的分离和载流子的传输效率,并对其电子与光电子性质实现原子水平上的调控。本论文以SWCNT/石墨烯van der Waals结的电荷转移机理为切入点,系统研究了基于SWCNT/石墨烯van der Waals结的高性能纳米传感器,包括光电探测器、湿度传感器以及多功能纳米传感器,详细评价了器件性能并分别阐述了相应传感机理,获得以下研究结果:（1）...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 低维纳米材料与van der Waals结
1.2 基于van der Waals结的纳米传感器的研究现状
1.2.1 基于低维材料van der Waals结的光电探测器
1.2.2 基于低维材料van der Waals结的湿度传感器
1.2.3 基于低维材料van der Waals结的气体传感器
1.3 SWCNT/石墨烯体系构筑传感器的优势
1.4 本论文的选题意义及研究内容
1.4.1 选题意义
1.4.2 研究内容
第二章 SWCNT/石墨烯van der Waals结中的电荷转移机理研究
2.1 SWCNT/石墨烯van der Waals结中电荷转移的研究现状
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 材料表征方法
2.2.3 SWCNT/石墨烯van der Waals结的构筑方法
2.3 分析与讨论
2.3.1 SWCNT/石墨烯结构的形貌分析
2.3.2 偏压对SWCNT与石墨烯间电荷转移的影响
2.3.3 基底对SWCNT与石墨烯间电荷转移的影响
2.3.4 湿度对SWCNT与石墨烯间电荷转移的影响
2.4 本章小结
第三章 基于SWCNT/石墨烯van der Waals结的高性能、宽光谱光电探测器
3.1 基于SWCNT和石墨烯光电探测器的研究背景
3.1.1 响应机理和性能指标评价
3.1.2 基于SWVNT和石墨烯的光电探测器的研究工作
3.2 器件构筑及性能测试方法
3.2.1 器件构筑方法
3.2.2 器件性能测试方法
3.3 基于SWCNT/石墨烯van der Waals结薄膜的光电探测器
3.3.1 器件构筑和性能测试与分析
3.3.2 器件探测机理分析
3.4 基于SWCNT/石墨烯van der Waals结网络的光电探测器
3.4.1 器件构筑和性能测试与分析
3.4.2 器件电荷转移机理分析
3.5 本章小结
第四章 Ge基底辅助SWCNT/石墨烯van der Waals结自驱动NIR光电探测器
4.1 “基底辅助”的研究背景
4.2 器件构筑和性能测试与分析
4.3 器件探测机理分析
4.4 本章小结
第五章 基于SWCNT/石墨烯van der Waals结的高性能湿度传感器
5.1 基于碳纳米管和石墨烯湿度传感器的研究现状
5.2 器件构筑和性能测试与分析
5.3 器件探测机理分析
5.4 本章小结
第六章 基于SWCNT/石墨烯van der Waals结的多功能纳米传感器
6.1 基于van der Waals结的多功能传感器研究现状
6.2 器件构筑和性能测试与分析
6.3 器件探测机理分析
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 论文总结
7.2 论文创新点
7.3 论文展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的文章、专利及荣誉
本文编号：2987045
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
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摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 低维纳米材料与van der Waals结
1.2 基于van der Waals结的纳米传感器的研究现状
1.2.1 基于低维材料van der Waals结的光电探测器
1.2.2 基于低维材料van der Waals结的湿度传感器
1.2.3 基于低维材料van der Waals结的气体传感器
1.3 SWCNT/石墨烯体系构筑传感器的优势
1.4 本论文的选题意义及研究内容
1.4.1 选题意义
1.4.2 研究内容
第二章 SWCNT/石墨烯van der Waals结中的电荷转移机理研究
2.1 SWCNT/石墨烯van der Waals结中电荷转移的研究现状
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 材料表征方法
2.2.3 SWCNT/石墨烯van der Waals结的构筑方法
2.3 分析与讨论
2.3.1 SWCNT/石墨烯结构的形貌分析
2.3.2 偏压对SWCNT与石墨烯间电荷转移的影响
2.3.3 基底对SWCNT与石墨烯间电荷转移的影响
2.3.4 湿度对SWCNT与石墨烯间电荷转移的影响
2.4 本章小结
第三章 基于SWCNT/石墨烯van der Waals结的高性能、宽光谱光电探测器
3.1 基于SWCNT和石墨烯光电探测器的研究背景
3.1.1 响应机理和性能指标评价
3.1.2 基于SWVNT和石墨烯的光电探测器的研究工作
3.2 器件构筑及性能测试方法
3.2.1 器件构筑方法
3.2.2 器件性能测试方法
3.3 基于SWCNT/石墨烯van der Waals结薄膜的光电探测器
3.3.1 器件构筑和性能测试与分析
3.3.2 器件探测机理分析
3.4 基于SWCNT/石墨烯van der Waals结网络的光电探测器
3.4.1 器件构筑和性能测试与分析
3.4.2 器件电荷转移机理分析
3.5 本章小结
第四章 Ge基底辅助SWCNT/石墨烯van der Waals结自驱动NIR光电探测器
4.1 “基底辅助”的研究背景
4.2 器件构筑和性能测试与分析
4.3 器件探测机理分析
4.4 本章小结
第五章 基于SWCNT/石墨烯van der Waals结的高性能湿度传感器
5.1 基于碳纳米管和石墨烯湿度传感器的研究现状
5.2 器件构筑和性能测试与分析
5.3 器件探测机理分析
5.4 本章小结
第六章 基于SWCNT/石墨烯van der Waals结的多功能纳米传感器
6.1 基于van der Waals结的多功能传感器研究现状
6.2 器件构筑和性能测试与分析
6.3 器件探测机理分析
6.4 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 论文总结
7.2 论文创新点
7.3 论文展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的文章、专利及荣誉
本文编号：2987045
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/2987045.html
