【摘要】：二維二碲化鉬(Mo Te2)是一種新興的二維材料,由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能引起了科研屆的廣泛關(guān)注。二碲化鉬具備可調(diào)控的能隙、良好的光吸收性,可應(yīng)用于可見(jiàn)至近紅外波段的光探測(cè),在光電器件領(lǐng)域有重要的應(yīng)用潛力。本文主要研究了機(jī)械剝離法制備的二碲化鉬的光學(xué)與光探測(cè)性能,并通過(guò)激光輻照實(shí)現(xiàn)了二碲化鉬由半導(dǎo)體(2H)相到半金屬相(1T’)的轉(zhuǎn)變。最后,通過(guò)干法轉(zhuǎn)移制備了石墨烯/二碲化鉬(Graphene/Mo Te2)異質(zhì)結(jié)并研究了其光探測(cè)性能。本論文共有四章,各章內(nèi)容簡(jiǎn)述如下:在第一章中,我們首先介紹了二維二碲化鉬材料的基本性質(zhì),以及二維光電探測(cè)的基本原理、研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)。在第二章中,探討了不同層數(shù)的二碲化鉬的光學(xué)對(duì)比度、拉曼光譜和光致發(fā)光光譜。發(fā)現(xiàn)1-3層的二碲化鉬R通道的光學(xué)對(duì)比度值隨層數(shù)線性增加,可以用于判斷二碲化鉬的層數(shù)。研究了二碲化鉬拉曼光譜隨層數(shù)的變化及光致發(fā)光光譜隨溫度的變化。利用激光輻射的方法成功地誘導(dǎo)了二碲化鉬從半導(dǎo)體(2H)相到半金屬相(1T’)相的局域相變。在第三章中,我們制備了基于多層二碲化鉬的光探測(cè)器,并系統(tǒng)地測(cè)試了器件在不同光功率、偏壓、背柵電壓以及光波長(zhǎng)下的光電響應(yīng)。該器件在可見(jiàn)光波段的光響應(yīng)度達(dá)到5 A/W,探測(cè)率為1.5×109 cm Hz1/2W-1,探測(cè)波段延伸至近紅外1.5μm。并利用干法轉(zhuǎn)移制備了Graphene/Mo Te2的質(zhì)結(jié),研究了異質(zhì)結(jié)中的電荷轉(zhuǎn)移及對(duì)光電響應(yīng)性能的影響。在第四章中,我們總結(jié)了本論文的主要研究成果,并展望了未來(lái)可能開(kāi)展的一些研究方向。
【圖文】：

第一章 緒論層狀材料簡(jiǎn)介幾年來(lái)，二維層狀材料憑借優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、機(jī)械等性能，受到研究者關(guān)注。繼石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，越來(lái)越多的具有原子層級(jí)厚度的二維層狀材[1,2]，圖 1-1 總結(jié)了目前被發(fā)現(xiàn)的一些二維層狀材料的種類[3]。第一類是類包括石墨烯，氮化硼，氧化石墨烯等；第二類是二維過(guò)渡金屬硫族化合物(TM半導(dǎo)體性質(zhì)的硫化物，以及具有金屬性質(zhì)的硫化物等，這些過(guò)渡金屬硫族二碲化鉬等不僅具有較好的機(jī)械、電學(xué)、光學(xué)性質(zhì)，還具有石墨烯所不具帶隙，因此成為近年來(lái)二維材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)；第三類是二維氧化物些具有層狀結(jié)構(gòu)的氧化物，如層狀 CuO；第四類是具有層狀結(jié)構(gòu)的其他二維材料性質(zhì)各異，如石墨烯是狄拉克半金屬，超薄過(guò)渡金屬硫族化合物體，而氮化硼是很好的絕緣體。

圖 1-2 (a) 石墨烯的晶格結(jié)構(gòu)；(b) 相應(yīng)的倒空間和布里淵區(qū)[4]。 1-3 顯示了理論計(jì)算出的石墨烯的 π 帶和 π*帶。在低能態(tài)下，石墨烯的電以用緊束縛哈密頓量來(lái)描述，其中碳原子之間的相互作用被限制在最近的并且每個(gè)碳原子只有一個(gè) π 軌道。在未摻雜的石墨烯中，價(jià)帶和導(dǎo)帶在費(fèi) K'點(diǎn)相遇，，費(fèi)米面附近的電子能量 E 與波矢 k 成線性色散關(guān)系：E=VF準(zhǔn)粒子動(dòng)量，VF為費(fèi)米速度(106m/s)。因此，石墨烯中的電子可以被看作拉克費(fèi)米子[5]。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O614.612

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本文編號(hào)：2708255