二硒化钨的高压物性研究

发布时间：2022-02-16 19:59

　　过渡族金属硫族化合物（TMD）因为具有类石墨烯的结构和卓越的光电性能,近年来引起了人们广泛的关注。随着二维单层与多层TMD材料的成功制备,人们发现了其具有许多优异的性能。比如TMD材料具有理想的带隙和较高的载流子迁移率,未来可用于制作新型的光电二极管并在集成电子器件领域有广泛的应用。高压可以有效缩短相邻原子之间的距离,提高邻近电子轨道的重合度,改变电子自旋,引发电子结构相变,甚至会引起原子的重新排列,促使材料发生结构相变。目前TMD材料的高压研究是一个相对较新的领域,尤其是在单层和少层TMD材料的高压研究方面缺少系统的研究,而这一研究能为我们探索TMD材料的新结构、新性质及其变化规律提供一个新的途径。作为一种典型的TMD材料,二硒化钨（WSe₂）由于具有强荧光性能、双极输运性能、光敏和光电性能,在新型的光电设备、新型的储能材料等应用领域吸引了广泛的关注。二硒化钨分子层内由Se-W-Se原子共价结合,层与层之间通过范德瓦尔斯力结合。在压力作用下层间距很容易随外加压力改变,从而改变微观晶体结构来影响层间及层内相互作用。那么,通过对单层或双层等固定层数的二维层状物质进行... 

【文章来源】：吉林大学吉林省211工程院校985工程院校教育部直属院校

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

1双层2H-WSe2的晶体结构示意图

与石墨烯相比 TMD 材料具有一定宽度的的能带带隙[61-63]。以 WSe2为例, 图1.1.2 为利用第一性原理模拟的能带结构图，其中 Γ 点为布里渊区的中心，Κ 点和 Μ 点为布里渊区的高对称点。从图中可以看到体材料 WSe2为间接带隙半导体，带隙宽度为 0.95eV。随着分子层数的减少，WSe2的带隙宽度逐渐增大，三层和双层分别为 1.10 eV 和 1.20 eV。然而当分子层数减少为单层时，单层 WSe2

图 1.2.1 活塞圆筒式金刚石对顶砧压机的原理示意图。除了上述的技术原理之外，高压实验还涉及到使用传压介质来传递静水压使用标压材料来标定压力[88-90]。传压介质需要具备以下几个条件：无毒无学性质稳定；不会发生化学反应；传压介质信号不能干扰样品信号；静水压效果好。通常来说可作为传压介质的包括甲乙醇混合溶液、 (HiO(CH3)2]nSi(CH3)型硅油、惰性气体单质等。综合考虑到上述条件的限制以济因素考量，本论文的高压实验选取的传压介质为液态氩。标压材料的选取虑选定材料能稳定高效的标定压力。目前有许多类型的标压材料，最简单最的就是利用红宝石的 R1线荧光峰标压。用于标压的红宝石的主要成分为掺 0.5%Cr 的 Al2O3。当用激光照射红宝石时会出现两个强荧光峰 R1和 R2，其峰位分别为 692.7 nm 和 694.2nm，随着压力的增大，R1和 R2会线性红rmarini 等人经过研究表明在静水压条件下且压力小于 30 GPa 时, R1荧光


本文编号：3628568