黑磷二維材料的制備及其光電特性表征.pdf

1、類石墨烯二維材料因其獨特的微觀結構和物理特性，在半導體電子學、能源材料以及催化等領域得到廣泛而深入的研究。在半導體光電子領域，電子遷移率極高的石墨烯和開關特性優(yōu)異的過渡金屬硫化物分別在高頻器件和低功耗器件中具備良好的應用前景，但尋找一種能兼具兩者優(yōu)點的材料體系仍然是二維材料研究中的熱點。黑磷晶體是一種半導體性的范德華層狀材料，其電子結構呈顯著的層數依賴關系，且具備良好的電輸運特性，因而能成為二維材料中繼石墨烯和過渡金屬硫化物之后重要補充

2、;并且黑磷具備獨特的各向異性光電特性，在各向異性納米光電子器件中具備良好的應用前景。本文以探究新型二維層狀材料黑磷的光電特性為目的，主要圍繞不同層厚黑磷晶體的制備及其表征開展研究。主要研究工作如下:
　　本文研究了不同層厚黑磷晶體的制備與光電特性。通過機械剝離的方法制備了不同層厚的薄層黑磷晶體，并探索了合適的等離子體輔助刻蝕條件，提高薄層黑磷晶體的制備效率。通過原子力顯微鏡的佐證，我們系統(tǒng)研究了拉曼特征峰位和峰強度隨層數的變化關系

3、;提取了不同層厚黑磷晶體的光學襯度譜，從而發(fā)展了快速無損的光學表征手段來判定薄層黑磷晶體的層數。研究常溫下薄層黑磷晶體的光致發(fā)光特性，確定了單雙層黑磷晶體分別位于1.65 eV和2.15 eV的熒光峰，佐證了黑磷晶體從紅外和可見光區(qū)的寬帶隙調控能力。
　　我們研究了薄層黑磷晶體的各向異性光電特征。結合透射電鏡和角分辨拉曼光譜，將角度依賴的特征拉曼光譜與黑磷晶體取向關聯(lián)，從而可以通過辨識拉曼峰強隨激光偏振方向與晶向的變化關系來判定黑