【摘要】：二維過渡金屬硫化物(TMDs)作為一種新興的二維材料,其不同尋常的結(jié)構(gòu)特征和理想的光電性質(zhì)取得了研究人員的廣泛關(guān)注。本論文用二硒化鉬(MoSe2)、二硫化鉬(MoS2)、二硫化錸(ReS2)三種過渡金屬硫化物作為研究對象,首先就少層二硫化鉬和二硒化鉬兩種二維材料的基本性質(zhì)和制備方法進行討論,并且利用超聲輔助液相剝離方法(UALPE)成功剝離得到了納米厚度的MoSe2和MoS2,進行了樣品形貌和拉曼散射、吸收光譜的分析研究。為了將二維材料應(yīng)用到脈沖激光器中,本文將兩種納米片分散液通過旋涂轉(zhuǎn)移到玻璃基板上,利用Z掃描研究了其可飽和吸收性能,最后將其作為可飽和吸收體插入到全固態(tài)1微米激光器中,實現(xiàn)了脈沖激光器的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。此外,本論文還對二維材料/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)進行了討論,以二硫化錸/砷化鎵(ReS2/GaAs)為研究對象,系統(tǒng)研究了其可控制備和光學(xué)性能,然后將其作為可飽和吸收體應(yīng)用于全固態(tài)1微米固體激光器中。本論文具體工作內(nèi)容如下:1.首先調(diào)研了國內(nèi)外二維材料的研究現(xiàn)狀和趨勢,介紹了論文中出現(xiàn)的三種二維材料(MoSe2、MoS2和ReS2)的基本性質(zhì)和應(yīng)用價值,以及二維材料/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的研究進展。最后介紹了二維材料的常用制備方法和表征手段。2.利用超聲輔助液相剝離方法制備了少層二硒化鉬和二硫化鉬,并通過拉曼光譜、透射電子顯微鏡(TEM)、線性吸收光譜分析了兩種二維材料的表面形貌和厚度信息,通過Z掃描方法探究了兩種二維材料在1微米波段的可飽和吸收性質(zhì)。3.將制備得到的MoSe2和MoS2兩種二維材料作為可飽和吸收體插入搭建的Nd:GdVO4全固態(tài)激光器中,獲得了穩(wěn)定的調(diào)Q激光脈沖序列。當(dāng)使用MoS2作為調(diào)制器時,增加泵浦功率可實現(xiàn)穩(wěn)定的調(diào)Q運轉(zhuǎn),并且最短脈寬可達到261ns、最高脈沖重復(fù)頻率可達到362kHz、最大峰值功率和單脈沖能量分別為1.27W和0.33μJ;當(dāng)使用MoSe2作為可飽和吸收體時,可實現(xiàn)217.5ns的最短脈沖寬度、487.5kHz的最高重復(fù)頻率、1.65W的峰值功率以及0.36μJ的脈沖能量的調(diào)Q運轉(zhuǎn)。最后還對這兩種二維材料的可飽和吸收能力進行了對比分析。這些實驗結(jié)果都證實了二維過渡金屬硫化物作為調(diào)Q調(diào)制器的潛質(zhì)。4.實現(xiàn)了半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)ReS2/GaAs的制備并將其用作可飽和吸收體實現(xiàn)了 1微米固體激光器的調(diào)Q運轉(zhuǎn),將ReS2/GaAs的調(diào)Q性能和單純的GaAs調(diào)Q性能進行了對比分析,發(fā)現(xiàn)這種異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)能夠有效縮短脈沖寬度,獲得更大的脈沖能量和峰值功率。
【圖文】：

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文逡逑收。除此之外，也有帶隙值不隨著層數(shù)改變的二維過渡金屬硫化物，錸，這類二維材料可以用來研究單層二維材料的某些特性。ＴＭＤｓ良性特性在構(gòu)筑高質(zhì)量光電器件領(lǐng)域也顯示了巨大的潛力。還可以和其結(jié)合制備異質(zhì)結(jié)，并且較少存在晶格失配現(xiàn)象１６：１。逡逑

學(xué)非線性特性在構(gòu)筑高質(zhì)量光電器件領(lǐng)域也顯示了巨大的潛力。還可以和其他二逡逑維材料結(jié)合制備異質(zhì)結(jié)，并且較少存在晶格失配現(xiàn)象１６：１。逡逑圖１．１過渡金屬硫化物的結(jié)構(gòu)逡逑１．２新型二維材料研究進展逡逑石墨烯最引人注目的特性之一是其前所未有的電子特性，在其內(nèi)在特性的基逡逑礎(chǔ)研宄和光電器件的應(yīng)用方面具有巨大潛力。石墨烯具有獨特的二維結(jié)構(gòu)特征和逡逑電子能帶結(jié)構(gòu)，它的電子和空穴與狄拉克方程中所涉及的相對論粒子極其相像，逡逑通常情況下，也等同于零質(zhì)量的狄拉克費米子ｍ。獨特的能帶結(jié)構(gòu)奠定了石墨烯逡逑在凝聚態(tài)物理研宄中的重要地位，在相對論效應(yīng)研宄、量子霍爾效應(yīng)研宄和克萊逡逑因悖論研宄中都有重要的貢獻。然而當(dāng)石墨烯的厚度為多層時，這種獨特的電子逡逑結(jié)構(gòu)就會消失。另一個獨特的優(yōu)勢是石墨烯允許電子傳播幾微米而沒有任何散射，逡逑這個特性決定了石墨烯自身超高的電荷載流子遷移率和理想的導(dǎo)電性。然而令人逡逑遺憾的是，石墨烯沒有帶隙，，這使其不能成為高性能低功耗數(shù)字晶體管的理想材逡逑料。同時研究發(fā)現(xiàn)
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN248;TB383.1

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本文編號：2700739