基于界面工程實現InSe和BP穩(wěn)定性及光電性能調控的研究
發(fā)布時間：2020-12-12 22:11
近年來,二維半導體材料因其獨特的光學、電學等優(yōu)異性能一直受到研究者的青睞,基于二維半導體的應用研究也獲得了蓬勃發(fā)展,它是最有可能代替硅基材料的新一代半導體材料,在存儲器、光電探測器、生物傳感器等諸多領域都潛藏著巨大潛力。二維半導體材料在面對機遇的同時,也面臨著挑戰(zhàn),如金屬/半導體較大的接觸電阻、光電器件難以同時獲得高響應度和快速響應時間、難以保證長期穩(wěn)定高效的工作等問題。其中,作為環(huán)境中不穩(wěn)定材料的代表---硒化銦（In Se）和黑磷（BP）,盡管具有窄帶隙、高遷移率、快速光響應時間等性能而有望代替石墨烯,但嚴重的環(huán)境降解問題極大地制約著它們的實際應用。因此,深入認識In Se和BP的降解過程,探索出既可以增強其穩(wěn)定性又可以改善其電學和光電性能的方法對實現其應用具有重要意義。本論文圍繞In Se和BP兩種半導體材料展開,探討了以上幾個問題,主要研究內容及結論如下。1.基于界面工程的異質結構實現InSe熱穩(wěn)定性能的調控。首先,通過連續(xù)熱退火的方法研究了In Se在空氣中的熱穩(wěn)定性能,將其熱氧化過程分解為三個階段:低溫下（<200℃）,氧吸附在In Se表面并對其進行了p型摻雜;中溫...
【文章來源】：江南大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：81 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
（a）γ-InSe單層和多層原子結構
第一章緒論3225cm-1的非極性A1振動模式頻率的降低是因為層間作用力變小時，In-In鍵能的降低比Se-In鍵能的增強幅度更大[13]，拉曼光譜與InSe層數的依賴關系呈現在圖（b）中。（a）（b）（c）圖1-2[13]（a）InSe原子振動模式；（b）不同厚度InSe的拉曼光譜；（c）局部放大圖相應地，熒光光譜隨厚度也呈現出明顯變化，如圖1-3所示，熒光強度隨著厚度的減小大大降低，主要歸因于量子限域效應引起的直接到間接帶隙的躍遷[9]。塊狀InSe的價帶頂和導帶底都處于Γ處，躍遷能量最低，稱為直接躍遷；而當InSe變薄時，導帶的局部最小值稍高一些，處于M點，而對應的�！鶰躍遷的能量高很多，從而導致了間接躍遷[14]。當InSe樣品厚度從塊體逐漸減薄到雙層時熒光峰位從1.3eV增大到2eV，考慮到熒光強度對環(huán)境條件敏感，易受外部環(huán)境影響。因此，熒光峰位是識別InSe層數的簡易方法。圖1-3不同厚度的InSe熒光光譜[9]
第一章緒論3225cm-1的非極性A1振動模式頻率的降低是因為層間作用力變小時，In-In鍵能的降低比Se-In鍵能的增強幅度更大[13]，拉曼光譜與InSe層數的依賴關系呈現在圖（b）中。（a）（b）（c）圖1-2[13]（a）InSe原子振動模式；（b）不同厚度InSe的拉曼光譜；（c）局部放大圖相應地，熒光光譜隨厚度也呈現出明顯變化，如圖1-3所示，熒光強度隨著厚度的減小大大降低，主要歸因于量子限域效應引起的直接到間接帶隙的躍遷[9]。塊狀InSe的價帶頂和導帶底都處于Γ處，躍遷能量最低，稱為直接躍遷；而當InSe變薄時，導帶的局部最小值稍高一些，處于M點，而對應的�！鶰躍遷的能量高很多，從而導致了間接躍遷[14]。當InSe樣品厚度從塊體逐漸減薄到雙層時熒光峰位從1.3eV增大到2eV，考慮到熒光強度對環(huán)境條件敏感，易受外部環(huán)境影響。因此，熒光峰位是識別InSe層數的簡易方法。圖1-3不同厚度的InSe熒光光譜[9]
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Recent Progress in the Fabrication, Properties, and Devices of Heterostructures Based on 2D Materials[J]. Yanping Liu,Siyu Zhang,Jun He,Zhiming M.Wang,Zongwen Liu. Nano-Micro Letters. 2019(01)
本文編號：2913363
【文章來源】：江南大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：81 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
（a）γ-InSe單層和多層原子結構
第一章緒論3225cm-1的非極性A1振動模式頻率的降低是因為層間作用力變小時，In-In鍵能的降低比Se-In鍵能的增強幅度更大[13]，拉曼光譜與InSe層數的依賴關系呈現在圖（b）中。（a）（b）（c）圖1-2[13]（a）InSe原子振動模式；（b）不同厚度InSe的拉曼光譜；（c）局部放大圖相應地，熒光光譜隨厚度也呈現出明顯變化，如圖1-3所示，熒光強度隨著厚度的減小大大降低，主要歸因于量子限域效應引起的直接到間接帶隙的躍遷[9]。塊狀InSe的價帶頂和導帶底都處于Γ處，躍遷能量最低，稱為直接躍遷；而當InSe變薄時，導帶的局部最小值稍高一些，處于M點，而對應的�！鶰躍遷的能量高很多，從而導致了間接躍遷[14]。當InSe樣品厚度從塊體逐漸減薄到雙層時熒光峰位從1.3eV增大到2eV，考慮到熒光強度對環(huán)境條件敏感，易受外部環(huán)境影響。因此，熒光峰位是識別InSe層數的簡易方法。圖1-3不同厚度的InSe熒光光譜[9]
第一章緒論3225cm-1的非極性A1振動模式頻率的降低是因為層間作用力變小時，In-In鍵能的降低比Se-In鍵能的增強幅度更大[13]，拉曼光譜與InSe層數的依賴關系呈現在圖（b）中。（a）（b）（c）圖1-2[13]（a）InSe原子振動模式；（b）不同厚度InSe的拉曼光譜；（c）局部放大圖相應地，熒光光譜隨厚度也呈現出明顯變化，如圖1-3所示，熒光強度隨著厚度的減小大大降低，主要歸因于量子限域效應引起的直接到間接帶隙的躍遷[9]。塊狀InSe的價帶頂和導帶底都處于Γ處，躍遷能量最低，稱為直接躍遷；而當InSe變薄時，導帶的局部最小值稍高一些，處于M點，而對應的�！鶰躍遷的能量高很多，從而導致了間接躍遷[14]。當InSe樣品厚度從塊體逐漸減薄到雙層時熒光峰位從1.3eV增大到2eV，考慮到熒光強度對環(huán)境條件敏感，易受外部環(huán)境影響。因此，熒光峰位是識別InSe層數的簡易方法。圖1-3不同厚度的InSe熒光光譜[9]
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Recent Progress in the Fabrication, Properties, and Devices of Heterostructures Based on 2D Materials[J]. Yanping Liu,Siyu Zhang,Jun He,Zhiming M.Wang,Zongwen Liu. Nano-Micro Letters. 2019(01)
本文編號：2913363
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