二維二硫化鉬-PTCDA異質(zhì)結(jié)的制備及熒光性能的研究.pdf

1、新型的二維層狀材料憑借著其優(yōu)異的機(jī)械、光學(xué)、電學(xué)等獨(dú)特性能受到研究者廣泛關(guān)注，二維層狀材料如石墨烯、過渡金屬硫族化合物等在柔性器件等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景，逐漸成為了現(xiàn)階段研究熱點(diǎn)之一;然而，應(yīng)用的前提是高質(zhì)量的二維材料大面積可控制備，如何制備形貌較好，尺寸較大的二維材料是亟待解決的問題。已經(jīng)有初步的研究證明，反應(yīng)過程中反應(yīng)參數(shù)的變化對二維材料的制備形貌有明顯的影響。對此，本文以二硫化鉬(MoS2)作為研究對象，進(jìn)一步研究不同反應(yīng)參數(shù)對

2、二維二硫化鉬生長的影響。
　　通常將不同材料相結(jié)合形成異質(zhì)結(jié)體系可以彌補(bǔ)單一材料的不足，獲得協(xié)同互補(bǔ)效應(yīng)，新型二維材料與有機(jī)半導(dǎo)體形成異質(zhì)結(jié)也受到越來越多的關(guān)注，二者的結(jié)合展現(xiàn)出與個(gè)體材料不同的光學(xué)電學(xué)特性。之前，有工作報(bào)道了一些有機(jī)半導(dǎo)體與二維二硫化鉬的結(jié)合，但對有機(jī)/無機(jī)異質(zhì)結(jié)體系的熒光性能研究較少。因此，有必要研究二維材料與有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合前后體系熒光性能的變化。
　　論文第一章主要介紹過渡金屬二硫族化合物二維材料的基本

3、性質(zhì)和常見的制備方法，以及二維材料與不同有機(jī)物結(jié)合在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用。
　　論文的第二章考察了不同反應(yīng)溫度和不同硫濃度對二維二硫化鉬生長的影響。不同反應(yīng)條件下，制備的二硫化鉬分別表現(xiàn)出類三角星型、類三角形、類六邊形、納米帶等形貌。通過運(yùn)用拉曼光譜和俄歇電子能譜對二硫化鉬納米帶進(jìn)行了表征，提出了二硫化鉬納米帶的形成主要包括二氧化鉬納米帶形成和表面硫化等過程。
　　第三章中，通過蒸鍍的方法，將3，4，9，10-苝四甲酸二酐(PT

4、CDA)有機(jī)半導(dǎo)體分別與化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition，CVD)合成的單層MoS2和單層石墨烯進(jìn)行了復(fù)合，研究了二維材料與有機(jī)半導(dǎo)體復(fù)合后，異質(zhì)結(jié)拉曼性能及熒光性能的變化。結(jié)果表明將單層MoS2與3，4，9，10-苝四甲酸二酐(PTCDA)復(fù)合后，復(fù)合后的體系展現(xiàn)出明顯的熒光增強(qiáng)現(xiàn)象，而PTCDA與石墨烯復(fù)合后，復(fù)合體系卻發(fā)生了明顯的熒光減弱。同時(shí)論文研究了不同厚度有機(jī)半導(dǎo)體PTCDA與單層MoS2復(fù)合

5、后對異質(zhì)結(jié)熒光性能的影響。結(jié)果表明，不同厚度有機(jī)半導(dǎo)體PTCDA與單層MoS2復(fù)合后，熒光強(qiáng)度增強(qiáng)的同時(shí)也伴隨著熒光峰的偏移。通過X射線衍射、紫外光電子能譜的表征和和密度泛函理論計(jì)算，運(yùn)用薄膜結(jié)晶理論和電子躍遷理論對不同異質(zhì)結(jié)熒光變化的現(xiàn)象進(jìn)行了解釋。二維二硫化鉬/PTCDA體系熒光增強(qiáng)與MoS2表面促進(jìn)PTCDA結(jié)晶度提高和二者間雜化有關(guān)。而對石墨烯/PTCDA體系，PTCDA的熒光發(fā)生了明顯的減弱，主要是因?yàn)槎咝纬傻漠愘|(zhì)結(jié)內(nèi)光生電