二维过渡金属硫化物的耦合效应研究
发布时间：2023-03-29 03:05
过去的十年见证了二维(Two-dimensional,2D)材料领域的巨大投入以及其在基础研究和技术开发上取得的显著成果。其中垂直堆叠构成的二维异质结由于两种材料拥有不同的禁带宽度、电子亲和能、介电常数、吸收系数等物理参数,表现出许多不同于单一二维材料的新型物理性能,为现代新材料的开发和应用带来了新的曙光。而二维异质结的晶格结构、界面接触以及载流子迁移率等通常会受到异质结中两种结构的耦合作用以及衬底对材料的耦合作用影响,从而在基于二维材料及其异质结的光电探测器、传感器、发光二极管等研发中引入许多未知因素。因此,对垂直堆叠的二维异质结层间耦合以及衬底耦合效应的研究分析具有非常重要的意义。然而,对于二维材料的耦合作用至今缺乏系统性研究。本论文针对这个亟待解决的问题,围绕二维过渡金属硫化物,对其耦合效应进行了一系列研究。其中包括:基于二维原子晶体的衬底耦合效应研究,基于单层MoS2、WS2和WSe2异质结的层间耦合调控,以及过渡金属硫化物和绝缘二维材料的耦合研究,并在以下几方面取得了阶段性的进展:1.构建了基于衬底与二维原子晶...
【文章页数】：187 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
论文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 过渡金属硫化物研究现状
1.2.1 结构简介
1.2.2 声子振动特性
1.2.3 发光特性
1.2.4 基于过渡金属硫化物的晶体管研究
1.2.5 二维光电探测器
1.3 论文的研究意义及主要内容
参考文献
第二章 二维过渡金属硫化物的制备方法和表征手段
2.1 过渡金属硫化物的制备方法介绍
2.1.1 机械剥离法
2.1.2 化学气相沉积法
2.2 研究使用表征手段简介
2.2.1 Raman光谱表征手段
2.2.2 PL跃迁表征手段
2.2.3 基于原子力显微镜的表征手段
2.2.4 TEM表征手段
2.3 本章小结
参考文献
第三章 基于原子层厚度二维材料的衬底耦合效应研究
3.1 引言
3.2 特征原子晶体的合成及建模方法简介
3.2.1 特征原子晶体的合成过程
3.2.2 理论计算方法介绍
3.3 残余畸变的发现
3.4 基于温度依赖声子频率的衬底耦合分析
3.4.1 特征样品的变温Raman光谱
3.4.2 线性分析模型
3.4.3 差值分析模型
3.5 不匹配效应导致的晶格无序现象
3.5.1 基于温度变化的PL光谱
3.5.2 特征样品的跃迁特性分析
3.6 本章小结
参考文献
第四章 基于过渡金属硫化物异质结的层间耦合调控
4.1 引言
4.2 异质结的合成转移及理论模拟介绍
4.2.1 单层MoS2,WS2和WSe2的制备
4.2.2 基于聚苯乙烯的转移方法
4.2.3 理论计算方法
4.3 异质结的形貌及声子振动特征
4.3.1 MoS2-WS2的形貌及声子振动
4.3.2 MoS2-WSe2的形貌及声子振动
4.3.3 WS2-WSe2的形貌及声子振动
4.4 电子能带结构
4.4.1 MoS2-WS2的能带结构特征
4.4.2 MoS2-WSe2的能带结构特征
4.4.3 WS2-WSe2的能带结构特征
4.5 退火对层间耦合的影响
4.5.1 退火对MoS2-WS2层间耦合的影响
4.5.2 退火对MoS2-WSe2层间耦合的影响
4.5.3 退火对WS2-WSe2层间耦合的影响
4.6 激光对层间耦合的影响
4.7 温度变化对层间耦合的调控
4.7.1 温度变化对MoS2-WS2层间耦合的调控
4.7.2 温度变化对MoS2-WSe2层间耦合的调控
4.7.3 温度变化对WS2-WSe2层间耦合的调控
4.8 本章小结
参考文献
第五章 基于过渡金属硫化物和绝缘二维材料异质结的层间耦合调控
5.1 引言
5.2 WS2-MG(OH)2制备及理论计算方法
5.2.1 WS2-Mg(OH)2的制备方法
5.2.2 计算方法
5.3 绝缘二维MG(OH)2和WS2的形貌特征
5.3.1 Mg(OH)2的形貌及声子振动特征
5.3.2 WS2的形貌及声子振动特征
5.4 WS2-MG(OH)2的表面电势调控及能带特征
5.4.1 WS2-Mg(OH)2的表面电势调控
5.4.2 WS2-Mg(OH)2的能带结构及跃迁特性
5.5 不同厚度的MG(OH)2对WS2的耦合作用
5.6 本章小结
参考文献
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
附录Ⅰ 图表清单
附录Ⅱ 攻读博士学位期间科研成果
附录Ⅲ 致谢
本文编号：3773862
【文章页数】：187 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
论文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 过渡金属硫化物研究现状
1.2.1 结构简介
1.2.2 声子振动特性
1.2.3 发光特性
1.2.4 基于过渡金属硫化物的晶体管研究
1.2.5 二维光电探测器
1.3 论文的研究意义及主要内容
参考文献
第二章 二维过渡金属硫化物的制备方法和表征手段
2.1 过渡金属硫化物的制备方法介绍
2.1.1 机械剥离法
2.1.2 化学气相沉积法
2.2 研究使用表征手段简介
2.2.1 Raman光谱表征手段
2.2.2 PL跃迁表征手段
2.2.3 基于原子力显微镜的表征手段
2.2.4 TEM表征手段
2.3 本章小结
参考文献
第三章 基于原子层厚度二维材料的衬底耦合效应研究
3.1 引言
3.2 特征原子晶体的合成及建模方法简介
3.2.1 特征原子晶体的合成过程
3.2.2 理论计算方法介绍
3.3 残余畸变的发现
3.4 基于温度依赖声子频率的衬底耦合分析
3.4.1 特征样品的变温Raman光谱
3.4.2 线性分析模型
3.4.3 差值分析模型
3.5 不匹配效应导致的晶格无序现象
3.5.1 基于温度变化的PL光谱
3.5.2 特征样品的跃迁特性分析
3.6 本章小结
参考文献
第四章 基于过渡金属硫化物异质结的层间耦合调控
4.1 引言
4.2 异质结的合成转移及理论模拟介绍
4.2.1 单层MoS2,WS2和WSe2的制备
4.2.2 基于聚苯乙烯的转移方法
4.2.3 理论计算方法
4.3 异质结的形貌及声子振动特征
4.3.1 MoS2-WS2的形貌及声子振动
4.3.2 MoS2-WSe2的形貌及声子振动
4.3.3 WS2-WSe2的形貌及声子振动
4.4 电子能带结构
4.4.1 MoS2-WS2的能带结构特征
4.4.2 MoS2-WSe2的能带结构特征
4.4.3 WS2-WSe2的能带结构特征
4.5 退火对层间耦合的影响
4.5.1 退火对MoS2-WS2层间耦合的影响
4.5.2 退火对MoS2-WSe2层间耦合的影响
4.5.3 退火对WS2-WSe2层间耦合的影响
4.6 激光对层间耦合的影响
4.7 温度变化对层间耦合的调控
4.7.1 温度变化对MoS2-WS2层间耦合的调控
4.7.2 温度变化对MoS2-WSe2层间耦合的调控
4.7.3 温度变化对WS2-WSe2层间耦合的调控
4.8 本章小结
参考文献
第五章 基于过渡金属硫化物和绝缘二维材料异质结的层间耦合调控
5.1 引言
5.2 WS2-MG(OH)2制备及理论计算方法
5.2.1 WS2-Mg(OH)2的制备方法
5.2.2 计算方法
5.3 绝缘二维MG(OH)2和WS2的形貌特征
5.3.1 Mg(OH)2的形貌及声子振动特征
5.3.2 WS2的形貌及声子振动特征
5.4 WS2-MG(OH)2的表面电势调控及能带特征
5.4.1 WS2-Mg(OH)2的表面电势调控
5.4.2 WS2-Mg(OH)2的能带结构及跃迁特性
5.5 不同厚度的MG(OH)2对WS2的耦合作用
5.6 本章小结
参考文献
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
附录Ⅰ 图表清单
附录Ⅱ 攻读博士学位期间科研成果
附录Ⅲ 致谢
本文编号：3773862
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