二維材料是具有原子級厚度的新型材料,由于維度的限制使其展現(xiàn)出獨特的光學、電學及機械性能。繼石墨烯之后,具有類似結構的過渡金屬二硫族化合物(Transition Metal Dichalcogenides,TMDs)受到了人們的普遍關注。TMDs材料具有良好的柔韌性以及金屬、半導體、絕緣體等多種導電特性,在電子、光電及傳感器件等領域具有廣闊的應用前景。二硫化鉬(Mo S₂)是TMDs家族中的重要成員,它的單層禁帶寬度約為1.8e V,是一種理想的半導體材料,因此其在薄膜晶體管(Thin Film Transistor,TFT)的應用中具有巨大的發(fā)展?jié)摿?成為了學術界的關注熱點。目前,高質(zhì)量Mo S₂薄層的制備、Mo S₂-TFT器件的半導體與界面特性是該領域亟待研究的問題。本論文圍繞著上述內(nèi)容,在以下幾個方面開展了研究工作:1.高質(zhì)量Mo S₂薄層材料的制備工藝經(jīng)典機械剝離方法所制備的Mo S₂薄層普遍存在材料面積小、產(chǎn)率低的缺點,不利于Mo S₂-TFT器...

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題來源與研究意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題的研究意義與目的
    1.2 二維材料概述
        1.2.1 二維材料的定義、分類與結構
        1.2.2 二維材料的典型特性
    1.3 TMDs材料及其主要應用方向
        1.3.1 TMDs結構及其各類電學特性
        1.3.2 TMDs主要應用及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 TMDs-TFT器件待深入研究的問題
        1.4.1 漏源電極接觸特性
        1.4.2 場效應晶體管中修飾層與鈍化層的作用
    1.5 本論文章節(jié)結構安排
第二章 TMDs-TFT器件制備方法及性能表征
    2.1 TFT基本原理與器件結構
    2.2 TMDs-TFT有源層材料的制備
        2.2.1 自上而下的二維材料制備工藝
        2.2.2 自下而上的二維材料制備工藝
    2.3 TMDs-TFT的材料與器件表征方法
        2.3.1 TMDs材料的表征方法
        2.3.2 TMDs-TFT器件電學性能表征
    2.4 本章小結
第三章 高質(zhì)量MoS₂薄層材料制備工藝研究
    3.1 基于溶劑法的MoS₂薄層制備工藝
        3.1.1 溶劑法制備工藝流程
        3.1.2 溶劑法處理后制備的MoS₂樣品表征
        3.1.3 溶劑法制備工藝的研究結論
    3.2 基于熱處理的MoS₂薄層制備工藝
        3.2.1 熱處理制備工藝流程
        3.2.2 工藝的理想實施條件與樣品表征
        3.2.3 高質(zhì)量MoS₂薄層制備的機理分析
        3.2.4 熱處理制備工藝的研究結論
    3.3 本章小結
第四章 MoS₂-TFT構建及其半導體特性研究
    4.1 基于不同漏源電極的MoS₂-TFT器件構建
    4.2 MoS₂-TFT電學性能表征
    4.3 金屬與MoS₂界面處的費米能級釘扎現(xiàn)象分析
    4.4 MoS₂ 表面硫空位缺陷對MoS₂-TFT穩(wěn)定性的影響
        4.4.1 基于Ag漏源電極的MoS₂-TFT穩(wěn)定性測試
        4.4.2 穩(wěn)定性測試結果與硫空位缺陷的影響機制分析
    4.5 本章小結
第五章 界面修飾對TFT器件性能的影響
    5.1 基于p-6P與 OTS界面修飾的雙極型TFT器件
        5.1.1 基于p-6P與 OTS界面修飾的Ti OPc-TFT器件制備
        5.1.2 Ti OPc-TFT的雙極特性與穩(wěn)定性分析
    5.2 基于OTS界面修飾的MoS₂-TFT器件
        5.2.1 基于OTS界面修飾的MoS₂-TFT制備
        5.2.2 OTS界面修飾對器件電學性能的影響及其內(nèi)在機理
    5.3 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 研究總結
    6.2 研究展望
參考文獻
作者在攻讀博士學位期間公開發(fā)表的論文
作者在攻讀博士學位期間所作的項目
致謝



本文編號：3761783