基于过渡金属硫族化合物光电探测器的制备和机理研究
发布时间：2021-04-01 10:06
近十年来,二维材料由于其独特的物性优势,如原子级厚度（电子态易于调控）、层间范德瓦尔斯力（异质结界面无晶格失配）和丰富的电子能带（覆盖整个电磁波谱）等,被不断深入地研究,已在下一代纳米电子和光电子领域展现出巨大的潜力与应用前景。稳定的过渡金属硫族化合物作为二维材料的典型代表,具有带隙可调、较大的光吸收系数和各向异性等特点,为实现具有宽波段响应、高带宽和偏振敏感的光电探测器提供一条可行的技术路线。然而,过渡金属硫族化合物中存在大量的缺陷（空位缺陷）,极大地限制了载流子的输运与光生电子-空穴对的收集效率,这使探测器的核心性能指标如比探测率和响应速度等,与预期水平相差甚远。基于此,本论文从光电探测器的机理出发,开展了过渡金属硫族化合物光导型和电荷转移掺杂、静电掺杂和原子取代掺杂调控的光伏型探测器制备与机理研究,为实现高灵敏、高信噪比、快速响应和室温工作的光电探测器技术奠定重要基础。具体内容如下:1.过渡金属硫族化合物光导型探测器的制备与机理研究。通过化学气相传输生长Pt S2单晶,基于机械剥离和微纳加工方法制备了Pt S2光电探测器,其光电探测器在...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)上海市
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
从左到右变大，二维材料的带隙逐渐变大，从半金属的石墨烯，到半导体的黑[12]
第1章绪论3图1.2各种类型半导体材料的带隙和吸收系数的比较[15]。Figure1.2Comparisonofenergybandgaps(eV)andabsorptioncoefficients(cm-1)foravarietyofsemiconductormaterials[15].二维材料的表面是天然钝化的，没有悬挂键，且层间的范德瓦尔斯力作用允许不同类型的二维材料与其他维度的材料之间随意堆叠，不受晶格失配的影响。如图1.3所示，是各种类型的范德瓦尔斯异质结。二维材料不仅能与二维材料形成异质结，还能与量子点、纳米线、纳米带和体材料形成异质结[12,19-21]。这确保在电子和光电子领域，各类二维材料异质结的构建和二维材料的集成[22,23]。弱的范德瓦尔斯力解决材料生长中依赖于衬底的关键问题[24,25]。二维材料的生长不需要考虑与衬底的晶格匹配，能生长在各种的衬底上，与后期器件的制备工艺能更好的兼容。图1.3各种类型的范德瓦尔斯异质结[12]。二维材料与（a）零维量子点或纳米颗粒，（b）一维纳米线，（c）一点五维纳米带，（e）三维体材料，（f）二维材料。Figure1.3VariousvanderWaalsheterostructures[12].2Dmaterialsand(a)0Dquantumdotsor
第1章绪论3图1.2各种类型半导体材料的带隙和吸收系数的比较[15]。Figure1.2Comparisonofenergybandgaps(eV)andabsorptioncoefficients(cm-1)foravarietyofsemiconductormaterials[15].二维材料的表面是天然钝化的，没有悬挂键，且层间的范德瓦尔斯力作用允许不同类型的二维材料与其他维度的材料之间随意堆叠，不受晶格失配的影响。如图1.3所示，是各种类型的范德瓦尔斯异质结。二维材料不仅能与二维材料形成异质结，还能与量子点、纳米线、纳米带和体材料形成异质结[12,19-21]。这确保在电子和光电子领域，各类二维材料异质结的构建和二维材料的集成[22,23]。弱的范德瓦尔斯力解决材料生长中依赖于衬底的关键问题[24,25]。二维材料的生长不需要考虑与衬底的晶格匹配，能生长在各种的衬底上，与后期器件的制备工艺能更好的兼容。图1.3各种类型的范德瓦尔斯异质结[12]。二维材料与（a）零维量子点或纳米颗粒，（b）一维纳米线，（c）一点五维纳米带，（e）三维体材料，（f）二维材料。Figure1.3VariousvanderWaalsheterostructures[12].2Dmaterialsand(a)0Dquantumdotsor
【参考文献】：
期刊论文
[1]二维材料偏振响应光电探测[J]. 罗曼,吴峰,张莉丽,王芳,胡伟达. 南通大学学报(自然科学版). 2019(03)
[2]具有变革性特征的红外光电探测器[J]. 胡伟达,李庆,陈效双,陆卫. 物理学报. 2019(12)
[3]Enhanced photoresponsivity and hole mobility of MoTe2 phototransistors by using an Al2O3 high-κ gate dielectric[J]. Wenjie Chen,Renrong Liang,Jing Wang,Shuqin Zhang,Jun Xu. Science Bulletin. 2018(15)
本文编号：3113155
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)上海市
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
从左到右变大，二维材料的带隙逐渐变大，从半金属的石墨烯，到半导体的黑[12]
第1章绪论3图1.2各种类型半导体材料的带隙和吸收系数的比较[15]。Figure1.2Comparisonofenergybandgaps(eV)andabsorptioncoefficients(cm-1)foravarietyofsemiconductormaterials[15].二维材料的表面是天然钝化的，没有悬挂键，且层间的范德瓦尔斯力作用允许不同类型的二维材料与其他维度的材料之间随意堆叠，不受晶格失配的影响。如图1.3所示，是各种类型的范德瓦尔斯异质结。二维材料不仅能与二维材料形成异质结，还能与量子点、纳米线、纳米带和体材料形成异质结[12,19-21]。这确保在电子和光电子领域，各类二维材料异质结的构建和二维材料的集成[22,23]。弱的范德瓦尔斯力解决材料生长中依赖于衬底的关键问题[24,25]。二维材料的生长不需要考虑与衬底的晶格匹配，能生长在各种的衬底上，与后期器件的制备工艺能更好的兼容。图1.3各种类型的范德瓦尔斯异质结[12]。二维材料与（a）零维量子点或纳米颗粒，（b）一维纳米线，（c）一点五维纳米带，（e）三维体材料，（f）二维材料。Figure1.3VariousvanderWaalsheterostructures[12].2Dmaterialsand(a)0Dquantumdotsor
第1章绪论3图1.2各种类型半导体材料的带隙和吸收系数的比较[15]。Figure1.2Comparisonofenergybandgaps(eV)andabsorptioncoefficients(cm-1)foravarietyofsemiconductormaterials[15].二维材料的表面是天然钝化的，没有悬挂键，且层间的范德瓦尔斯力作用允许不同类型的二维材料与其他维度的材料之间随意堆叠，不受晶格失配的影响。如图1.3所示，是各种类型的范德瓦尔斯异质结。二维材料不仅能与二维材料形成异质结，还能与量子点、纳米线、纳米带和体材料形成异质结[12,19-21]。这确保在电子和光电子领域，各类二维材料异质结的构建和二维材料的集成[22,23]。弱的范德瓦尔斯力解决材料生长中依赖于衬底的关键问题[24,25]。二维材料的生长不需要考虑与衬底的晶格匹配，能生长在各种的衬底上，与后期器件的制备工艺能更好的兼容。图1.3各种类型的范德瓦尔斯异质结[12]。二维材料与（a）零维量子点或纳米颗粒，（b）一维纳米线，（c）一点五维纳米带，（e）三维体材料，（f）二维材料。Figure1.3VariousvanderWaalsheterostructures[12].2Dmaterialsand(a)0Dquantumdotsor
【参考文献】：
期刊论文
[1]二维材料偏振响应光电探测[J]. 罗曼,吴峰,张莉丽,王芳,胡伟达. 南通大学学报(自然科学版). 2019(03)
[2]具有变革性特征的红外光电探测器[J]. 胡伟达,李庆,陈效双,陆卫. 物理学报. 2019(12)
[3]Enhanced photoresponsivity and hole mobility of MoTe2 phototransistors by using an Al2O3 high-κ gate dielectric[J]. Wenjie Chen,Renrong Liang,Jing Wang,Shuqin Zhang,Jun Xu. Science Bulletin. 2018(15)
本文编号：3113155
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