过渡金属硫族化合物WS 2 的制备及光电性能的研究

发布时间：2025-01-14 01:45

　　二维材料因拥有优良的光学、电学、磁学、力学等特性受到物理学界和材料科学界研究人员的广泛关注,其性质与材料的成分、结构、层数等因素密切相关,二维材料的可控制备是开发其应用的前提和基础,是当前热点研究内容之一。类石墨烯过渡金属硫族化合物,如WS₂、MoS₂等,当它们由体材减薄至单层其能带结构由间接带隙转变为直接带隙,呈现出优异的光电子性能,有望应用于太阳能电池、光电探测器、光催化、锂离子电池、传感器等多个领域。WS₂作为过渡金属硫化物的典型代表,具有的物理性质如谷极化、能带结构可调等,在很多领域具有广泛的应用前景。本论文将围绕以下三个方面对WS₂的制备及性能表征展开全面的分析与讨论,主要研究内容如下:（1）分别从前驱物、气压、生长温度、生长时间、硫粉量、生长流速及基片位置七个方面讨论了各个因素对WS₂生长的影响,并最终得到了WS₂的最优制备条件:WO_2.9作为钨源,反应气氛为常压,保温温度为900℃,保温时长为10min,硫粉用量为0.7g...

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 过渡金属硫族化合物
    1.2 WS₂的结构性质及相关应用
    1.3 二维材料的制备方法
        1.3.1 机械剥离法
        1.3.2 化学气相沉积法
        1.3.3 液相剥离法
        1.3.4 薄膜硫化法
        1.3.5 离子剥离法
    1.4 选题背景和研究内容
第2章 实验原料与性能表征
    2.1 实验原料与仪器
    2.2 表征方法
        2.2.1 拉曼光谱(Raman)
        2.2.2 扫描电子显微镜(ScanningElectronMicroscope,SEM)
        2.2.3 原子力显微镜(AtomicForceMicroscope,AFM)
        2.2.4 光致发光光谱(PhotoluminescenceSpectroscopy,PL)
        2.2.5 透射电子显微镜(TransmissionElectronMicroscope,TEM)
第3章 CVD方法制备WS₂薄膜及其表征
    3.1 引言
    3.2 WS₂薄膜制备方法
    3.3 WS₂薄膜生长条件的优化
        3.3.1 物料
        3.3.2 气压模式
        3.3.3 温度
        3.3.4 保温时长
        3.3.5 硫粉用量
        3.3.6 气体流速
        3.3.7 基片位置
    3.4 WS₂薄膜性能的表征
        3.4.1 Raman表征WS₂薄膜性能
        3.4.2 AFM表征WS₂薄膜性能
        3.4.3 PL表征WS₂薄膜性能
        3.4.4 TEM表征WS₂薄膜性能
    3.5 小结
第4章 转移WS₂薄膜的方案研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 PMMA介质转移法
        4.2.2 聚苯乙烯介质转移法
        4.2.3 双层高分子聚合物转移法
    4.3 小结
第5章 液相剥离法制备WS₂薄膜与柔性光电器件的性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 甲苯液相剥离WS
        5.2.2 NMP液相剥离WS
        5.2.3 NMP液相剥离石墨
    5.3 柔性衬底WS₂薄膜光电探测器的性能表征
        5.3.1 不同转速条件制备的WS₂柔性薄膜
        5.3.2 掺杂石墨的WS₂柔性薄膜
    5.4 小结
第6章 结论
参考文献
致谢
附录



本文编号：4026220