大面积薄层二硫化钼的制备及其气体传感应用研究

发布时间：2023-03-19 22:51

　　二维材料具有优异的光学、电学等性能,其在构造光电、气敏传感以及短沟道器件等方面表现出极大的应用前景。二硫化钼由于其稳定的化学性质,合适的禁带宽度以及优异的场效应晶体管性能而受到大量关注和研究。虽然目前已经发展了多种二硫化钼薄膜的制备方法,如机械剥离、化学气相沉积以及液相剥离等方法,但各自存在着这样那样的困难和问题。如何通过简易的方法获得高质量的大面积二硫化钼薄膜仍然是一个挑战。本论文在实现大面积高质量二硫化钼薄膜的制备的基础上,深入研究了有机无机杂化结构对于二硫化钼薄膜材料电学性能的调控效果和机理,探索了大面积二硫化钼在气体传感方面的应用。论文研究内容和创新点包括三个方面:1.高质量大面积二硫化钼薄膜的制备方法研究。我们利用金-硫键相互作用相对较强这一特点,通过在块状二硫化钼表面热蒸镀一层金,使用比较简单的剥离手法,可以高效地得到大面积的薄层二硫化钼,尺寸可达数百微米。经过系统地优化薄膜制备过程工艺,得到了电学性能稳定的二硫化钼薄膜。制备的场效应晶体管的开关比可达10⁶,迁移率与传统剥离方法所得到的薄片相当,为后续二硫化钼的电学性能调控以及在气体探测方面的应用提供...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 二硫化钼材料
        1.2.1 晶格声子模式
        1.2.2 能带结构
    1.3 二硫化钼薄膜的制备方法
        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
    1.4 二硫化钼薄膜的表征方法
        1.4.1 光学显微镜
        1.4.2 原子力显微镜
        1.4.3 拉曼光谱
    1.5 场效应晶体管
        1.5.1 器件结构
        1.5.2 基本参数
    1.6 金属-半导体接触
    1.7 二硫化钼薄膜的掺杂
        1.7.1 替位原子掺杂
        1.7.2 离子注入掺杂和等离子体处理掺杂
        1.7.3 表面电荷转移
    1.8 二硫化钼薄膜器件应用的研究
    1.9 论文的研究内容与组织结构
    参考文献
第二章 大面积二硫化钼薄膜的制备
    2.1 引言
    2.2 利用金剥离薄层大面积二硫化钼的制备方法
        2.2.1 基底清洗
        2.2.2 薄层硫化钼的制备
    2.3 二硫化钼薄膜样品表征
    2.4 二硫化钼薄膜的优化
        2.4.1 自组装层修饰表面缺陷
        2.4.2 退火
        2.4.3 化学气相沉积填补硫空位
        2.4.4 探究刻蚀液的浸泡时间对样品性能的影响
    2.5 本章小结
    2.6 参考文献
第三章 二硫化钼场效应晶体管性能研究
    3.1 引言
    3.2 二硫化钼场效应晶体管的制备
    3.3 器件性能指标
    3.4 二硫化钼场效应晶体管的性能调控
        3.4.1 有机分子的选取
        3.4.2 有机分子调控二硫化钼性能
    3.5 本章小结
    3.6 参考文献
第四章 二硫化钼气体传感器的制备与研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
    4.3 气感测试与结果分析
    4.4 有机小分子对二硫化钼气感性能的调控
        4.4.1 F₄TCNQ对二硫化钼气感性能调控
        4.4.2 F₄TCNQ对二硫化钼气感性能调控作用机制
        4.4.3 TCNQ和 F₂TCNQ对二硫化钼气感性能调控研究
    4.5 本章小结
    4.6 参考文献
第五章 总结与展望
研究生期间工作成果
致谢



本文编号：3766147