导　　师： 吕有明;刘新科

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 深圳大学

摘　　要： 自2004年发现石墨烯以来,原子层厚度的二维材料由于其独特的电学和光学性质而引起了广泛的兴趣。过渡金属硫族化合物二维材料展现了许多石墨烯所不具有的物理特性,广泛研究表明其在晶体管、光探测器、光伏电池等方面具有极大的应用前景。本论文面向二维材料硫化钨的可控制备与三元合金硫化钼钨,重点研究了硫化钨二维材料的气相生长工艺,以及单层硫化钼钨的光学特性与场效应晶体管性能。主要内容和结果如下:(1)采用化学气相沉积法(CVD)成功制备出尺度约为20 μm、厚度约为0.95 nm的单层WS,通过对实验制备的单层与多层硫化钨拉曼光谱对比发现,单层WS的A1g振动模式明显强于E振动模式,随着层数的增加,E振动模式会发生红移,A1g振动模式会发生蓝移,两种振动模式间距增大,这是由于在较厚的样品中存在。通过对光致发光谱测试分析,发现单层WS光致发光特征峰的峰强明显强于多层。对WS热稳定性研究发现随着温度的变化,A1g振动模式的改变明显大于E,这是由于Ag振动模式具有更强的-声子耦合。通过对单层Mo(1-x)WS变温PL分析发现,由于温度变化出现晶格膨胀效应,带隙宽度会随之改变。(2)利用CVD方法通过在硫化钨生长中掺入钼元素的方式制备合金化的单层Mo(1-x)WS。同时证明了用Raman光谱手段可以准确地区别三元合金和异质结,通过光致发光谱测试分析,我们证明了通过这种方式可以将掺入Mo的合金化单层Mo(1-x)WS带隙从1.82eV(MoS)到1.95eV(WS)精细调控,从而满足不同功能的需求。由于PL峰位对掺杂浓度非常敏感,因此可以通过测量三元合金Mo(1-x)WS的PL峰位的偏移幅度反向推算掺杂浓度,由此计算出我们制备的Mo(1-x)WS组分x为0.68。通过在变温拉曼光谱测试分析,我们得出由于三元合金Mo(1-x)WS具有低的自由能和内部能量,因此热稳定性好。(3)通过传统的微加工�

关 键 词： 化学气相沉积 单层硫化钨 单层硫化钼钨 光学特性 场效应晶体管

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