二維薄膜材料二硫化鎢光學性質及雙異質結層間偶合的研究.pdf

1、類石墨烯二維薄膜材料以其豐富而新穎的獨特物理、化學性質，優(yōu)異的（潛在）性能成為近年來半導體材料及光電器件領域新興的研究熱點。單層或者少數層二硫化鎢(WS2)作為類石墨烯材料的典型代表，尤其受到關注，其層內原子通過共價鍵相連，層間通過弱的范德華力相連，這種獨特的結構特性賦予了其特殊的物理化學性能，在光電器件、傳感器、太陽能電池、超級電容器等領域具有廣泛的應用前景。WS2一個顯著特點是具有1.3-2.1eV范圍隨層數可調控的帶隙，這表明WS

2、2光學性質具有很大的調控空間。若將WS2與其他二維薄膜材料結合形成異質結，可進一步調控其光電性質。本論文針對WS2這一特性及當前的研究熱點，研究了表面修飾及WS2/GaTe、WS2/GaSe、WS2/GaS0.5Se0.5異質結對WS2薄膜光學性質的影響，具體研究內容如下:
　　(1)采用化學氣相沉積(CVD)方法，制備了單層WS2。研究了樣品的光學性質，PL及拉曼測試表明，所制備的樣品為高質量單層WS2。
　　(2)采用硫

3、脲和硝酸銀作為反應源溶液對WS2進行表面修飾，研究硫化銀修飾時間對WS2光學性質的影響。拉曼測試結果表明隨著修飾時間的增加WS2的E12g峰位不斷向低能方向移動，A1g峰位不變，這是由于硫原子呈電負性可與銀離子通過靜電相互作用使得平面內振動模式E12g的應力減弱而使峰位紅移，但靜電相互作用對平面外A1g振動模式沒有影響。此外隨著修飾時間的增加，兩個拉曼峰的強度逐漸增強，這是由于硫化銀修飾后使WS2表面拉曼散射增強。
　　(3)通過

4、機械剝離及轉移方法制備了GaTe/WS2/GaSe雙異質結。拉曼測試結果表明，多層GaTe與單層WS2層間偶合是強偶合;單層WS2與多層GaSe層間相互作用較弱，退火可以使層間偶合加強。光致發(fā)光(PL)測試表明，異質結的發(fā)光來源于各組分發(fā)光的疊加，這大大拓寬了WS2的發(fā)光范圍。
　　(4)通過機械剝離及轉移方法制備了WS2/GaS0.5Se0.5/GaSe雙異質結。拉曼測試結果表明，單層WS2與多層GaS0.5Se0.5層間應力較