【摘 要】
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二维单质材料具有高载流子迁移率、莫特绝缘态、量子霍尔效应等特性,在光电子学、拓扑超导、纳米传感等领域表现出巨大潜力。目前,关于二维单质材料的报道主要集中在IIIA～VA族,而对于二维VIA族单质材料的研究尚处于起步阶段。其中,二维Te材料具有超高的载流子迁移率、显著的光学吸收、各向异性的晶格导热等性能,有望在新型光电子器件领域得到应用。基于此,本文开展了二维Te纳米片的气相制备及光电子性能探究等方
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二维单质材料具有高载流子迁移率、莫特绝缘态、量子霍尔效应等特性,在光电子学、拓扑超导、纳米传感等领域表现出巨大潜力。目前,关于二维单质材料的报道主要集中在IIIA～VA族,而对于二维VIA族单质材料的研究尚处于起步阶段。其中,二维Te材料具有超高的载流子迁移率、显著的光学吸收、各向异性的晶格导热等性能,有望在新型光电子器件领域得到应用。基于此,本文开展了二维Te纳米片的气相制备及光电子性能探究等方面的工作,主要研究内容如下:（1）开发了一种H2辅助化学气相沉积的方法,在云母衬底上实现了高质量三方相二维超薄（～5 nm）Te纳米片的可控制备。结合实验和理论计算揭示其生长机理:H2的引入使反应过程中产生了两个不稳定的中间过渡态,导致轨道杂化和重排反应的发生,促进了Te链状框架结构的形成,最终实现Te纳米片的可控制备。本文提出的H2辅助化学气相沉积法为其他二维单质材料的合成提供了一种新的思路。（2）构筑了二维Te纳米片光电器件,探究了温度和栅压对器件光电性能的调控机制。由于低温下热激活的缺陷被抑制,器件在80 K时表现出优异的光电性能:低的关态电流～8×10-13 A,高的开关比～10~4以及可忽略的迟滞现象。进一步研究栅压对器件光电性能的调控机制,发现光电流在整个调控过程中起主导作用,并且随着栅压从-70 V增加到70 V,光电流开关比提高了约40倍,光响应度下降了约45倍。优异的光电调控性能预示着Te纳米片在光电子领域诱人的应用前景。
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