二維薄膜材料二硫化鎢光學(xué)性質(zhì)及雙異質(zhì)結(jié)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(dú)特物理、化學(xué)性質(zhì)，優(yōu)異的（潛在）性能成為近年來(lái)半導(dǎo)體材料及光電器件領(lǐng)域新興的研究熱點(diǎn)。單層或者少數(shù)層二硫化鎢(WS2)作為類石墨烯材料的典型代表，尤其受到關(guān)注，其層內(nèi)原子通過(guò)共價(jià)鍵相連，層間通過(guò)弱的范德華力相連，這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特性賦予了其特殊的物理化學(xué)性能，在光電器件、傳感器、太陽(yáng)能電池、超級(jí)電容器等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。WS2一個(gè)顯著特點(diǎn)是具有1.3-2.1eV范圍隨層數(shù)可調(diào)控的帶隙，這表明WS

2、2光學(xué)性質(zhì)具有很大的調(diào)控空間。若將WS2與其他二維薄膜材料結(jié)合形成異質(zhì)結(jié)，可進(jìn)一步調(diào)控其光電性質(zhì)。本論文針對(duì)WS2這一特性及當(dāng)前的研究熱點(diǎn)，研究了表面修飾及WS2/GaTe、WS2/GaSe、WS2/GaS0.5Se0.5異質(zhì)結(jié)對(duì)WS2薄膜光學(xué)性質(zhì)的影響，具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)采用化學(xué)氣相沉積(CVD)方法，制備了單層WS2。研究了樣品的光學(xué)性質(zhì)，PL及拉曼測(cè)試表明，所制備的樣品為高質(zhì)量單層WS2。
　　(2)采用硫

3、脲和硝酸銀作為反應(yīng)源溶液對(duì)WS2進(jìn)行表面修飾，研究硫化銀修飾時(shí)間對(duì)WS2光學(xué)性質(zhì)的影響。拉曼測(cè)試結(jié)果表明隨著修飾時(shí)間的增加WS2的E12g峰位不斷向低能方向移動(dòng)，A1g峰位不變，這是由于硫原子呈電負(fù)性可與銀離子通過(guò)靜電相互作用使得平面內(nèi)振動(dòng)模式E12g的應(yīng)力減弱而使峰位紅移，但靜電相互作用對(duì)平面外A1g振動(dòng)模式?jīng)]有影響。此外隨著修飾時(shí)間的增加，兩個(gè)拉曼峰的強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，這是由于硫化銀修飾后使WS2表面拉曼散射增強(qiáng)。
　　(3)通過(guò)

4、機(jī)械剝離及轉(zhuǎn)移方法制備了GaTe/WS2/GaSe雙異質(zhì)結(jié)。拉曼測(cè)試結(jié)果表明，多層GaTe與單層WS2層間偶合是強(qiáng)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(qiáng)。光致發(fā)光(PL)測(cè)試表明，異質(zhì)結(jié)的發(fā)光來(lái)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(guò)機(jī)械剝離及轉(zhuǎn)移方法制備了WS2/GaS0.5Se0.5/GaSe雙異質(zhì)結(jié)。拉曼測(cè)試結(jié)果表明，單層WS2與多層GaS0.5Se0.5層間應(yīng)力較