石墨烯接触MoS 2 场效应器件的制备及其光电特性研究

发布时间：2022-05-03 00:48

　　二维层状材料一直是近年来的研究热点。石墨烯由于其优异的电学性能,在未来的电子、光电等领域具有广阔的应用前景。然而,石墨烯的零带隙结构严重限制了其在电子器件中的应用。二硫化钼（Mo S₂）由于具有天然的带隙以及超强的光吸收被人们认为是石墨烯的互补材料。在层状Mo S₂场效应晶体管中,Mo S₂与金属电极的接触界面会形成较大的接触电阻,从而导致理想的Mo S₂晶体管至今尚未实现。对此,本文将石墨烯与Mo S₂相结合,制作出石墨烯接触的Mo S₂场效应晶体管,使Mo S₂的接触问题得到了改善,并将该结构应用于光电探测得到了优异的光电性能。本文主要研究内容包括:利用机械剥离法制备石墨烯及Mo S₂样品,并通过光学显微镜、原子力显微镜、拉曼光谱、光致发光谱等手段对材料进行系统地表征。采用Ar+等离子体对石墨烯和Mo S₂进行刻蚀,研究等离子体刻蚀时间与材料厚度的关系。发现了不同层数材料刻蚀时间的倍数关... 

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
主要缩写中英文对照表
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 二维材料
        1.2.1 石墨烯的基本结构与性质
        1.2.2 石墨烯的表征
        1.2.3 MoS_2的基本结构与性质
        1.2.4 MoS_2的表征
    1.3 范德华异质结
        1.3.1 二维材料及其异质结晶体管
        1.3.2 二维材料及其异质结光电探测器
    1.4 本文的主要内容与创新点
第2章 MoS_2场效应晶体管的制备
    2.1 引言
    2.2 MoS_2样品的制备
        2.2.1 化学气相沉积法
        2.2.2 微机械剥离法
    2.3 样品的表征
    2.4 制作金属电极
    2.5 器件的封装与测试
    2.6 MoS_2场效应晶体管的电学参数
    2.7 本章小结
第3章 石墨烯接触MoS_2场效应晶体管的制备
    3.1 引言
    3.2 二维材料的接触电阻
    3.3 定点转移
        3.3.1 PDMS的配制
        3.3.2 PVA的配制
        3.3.3 自搭建定点转移系统
        3.3.4 定点转移流程图
    3.4 等离子体刻蚀技术
        3.4.1 Ar+等离子体刻蚀石墨烯
        3.4.2Ar+等离子体刻蚀MoS_2
        3.4.3 自改装电学测试系统
    3.5 选择性刻蚀法制作石墨烯接触MoS_2晶体管
        3.5.1 选择性刻蚀法制作石墨烯接触MoS_2晶体管工艺流程图
        3.5.2 石墨烯接触MoS_2场效应晶体管电学性能研究
        3.5.3 石墨烯/MoS_2异质结能带分析
    3.6 本章小结
第4章 石墨烯/MoS_2晶体管光电特性的研究
    4.1 光电探测机理
    4.2 扫描光电流显微系统
        4.2.1 MoS_2 光电探测器光电流mapping
        4.2.2 石墨烯/MoS_2 垂直异质结光电探测器光电流mapping
        4.2.3 石墨烯电极的MoS_2 光电探测器光电流mapping
    4.3 石墨烯电极的MoS_2光电探测器的光调制特性
    4.4 石墨烯电极的MoS_2光电探测器的开关调制特性
    4.5 石墨烯电极的MoS_2光电探测器栅压调制特性
    4.6 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 本文的主要工作与结论
    5.2 不足与展望
参考文献
致谢
个人简历、攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
博士论文
[1]二硫化钼薄膜及其光电器件的制备和性质研究[D]. 单俊杰.长春理工大学 2018

硕士论文
[1]基于拉曼光谱的石墨烯研究[D]. 郑晓明.国防科学技术大学 2015
[2]石墨烯场效应晶体管的制备及其性能研究[D]. 孙红辉.国防科学技术大学 2014



本文编号：3650293