单层二硫化钨的生长及其电学性能研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tianshanfeiren
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
WS2是二维过渡金属二硫属化物的一种。单层WS2具备较宽的直接带隙,并且随着层数增加其禁带宽度和能带结构也会发生相应的变化。范德华力连接的层状结构还使其表面几乎不存在悬挂键,这使得该材料在电学领域和光电领域备受关注。自WS2被发现以来,科研人员已经针对该材料在电子器件和光电子器件领域进行了大量研究。研究结果表明WS2材料在这些领域具备很好的发展潜力。目前,缺乏大规模可控的制备方法是阻碍WS2在各个领域广泛应用的主要障碍。针对这一问题,科研人员提出了多种制备WS2材料的方法。其中化学气相沉积法是最具发展潜力的方法之一,但是目前通过该方法制备的WS2薄膜还普遍存在薄膜尺寸较小、成核密度较高等问题。本文首先以制备在SiO2/Si衬底上的氧化钨薄膜为金属前驱体,利用高温下硫蒸汽与其发生的硫化反应,直接在衬底上实现了单层WS2薄膜的生长。接着本文对该实验方案的关键实验条件进行了优化,提出了基于氧化钨粉末的实验方案,通过优化后的实验方案最终在SiO2/Si衬底上制备了最大尺寸可达490μm的单层WS2薄膜。在实验的过程中我们还对氧等离子体处理功率、生长温度以及生长时间等实验条件进行了对比分析。分析结果表明合适的生长条件是实现大面积WS2薄膜生长的关键。除了常见的SiO2/Si衬底,我们还在铌酸锂衬底上实现了最大尺寸约为50μm的WS2薄膜的化学气相沉积生长,这促进了WS2等TMDs材料在基于铌酸锂等铁电材料的声光器件领域上的应用。利用基于PMMA的衬底刻蚀辅助转移法和基于PVA的半干法转移法对CVD生长的单层WS2薄膜进行了转移,最终制备了基于单层WS2薄膜的n型场效应晶体管。该转移方法采用不同材料作为转移工艺不同阶段的支撑层,在很大程度上保证了薄膜的完整性,为器件的良品率做出了保证。通过电学测试我们得出该晶体管的载流子迁移率约为1.53 cm~2/Vs,开关电流比约为10~4,亚阈值摆幅约为1.22 V/dec,初步展示了WS2薄膜在电子器件领域中的应用。
其他文献
随着社会的发展和人民生活水平的不断提高,食品安全问题已愈发得到社会的重视,人们在满足吃得饱的同时,也再强调食品的安全性,其中农作物的农药残留是否超标便是人们关注的重点话题。农药残留是指农药使用后长时间残留在生物体、收获物、土壤、水分中而未被分解的物质总称,农药残留过量会引起长期慢性病症,导致人体大脑功能紊乱,引起肝脏病变等危害。毒死蜱作为一种便捷和高效的有机磷农药,在农作物的生长期间被农民反复喷洒
学位
超表面作为一种新型亚波长微纳光子器件,可在具有亚波长厚度的超薄界面内实现包括电磁波振幅、相位和偏振态的控制。因为它特殊的电磁特性与容易加工的优势,被认为是下一代集成光子器件的首选技术,但是它具有窄带特性以及器件在制作完成之后光学性质被固定的缺点,所以如何设计出宽带效果好、集成度更高、性能更好、有源或可重构的超表面器件是当前领域研究的热点。针对以上问题,本文主要研究内容概括如下:1、探索多层宽带超表
学位
杂豆籽粒含有大量的蛋白质、膳食纤维、人体必需的矿物质以及微量和常量元素,具有“药食同源”的作用,能有效改善人们的饮食结构,还能预防多种疾病。山西杂豆籽粒形态多样,籽粒物理特性差异较大。目前,山西乃至全国还没有专用于豌豆、绿豆、扁豆、红芸豆、大黑豆等杂豆籽粒播种的气吸式精量排种器。为克服现有杂豆人工播种效率低、种子破碎率高、现有播种机械不能适应地形的缺点,本文进行了不同加载速度、不同含水率下杂豆籽粒
学位
水果品质与果树病虫害防治有着直接的影响关系。我国果树病虫害防治手段主要还是化学防治,果园喷药设备多为人工式或机械式,劳动强度大,农药利用率低,环境污染严重,同时严重危害喷洒者的身体健康。远程遥控式喷雾机作为新型农业机械设备是未来果园喷药植保机械发展的重要趋势之一。因此,研制一款远程遥控式喷雾机对提高果园病虫害防治,促进我国水果产业绿色健康发展具有积极意义。本文以3WDZ-200D型自走遥控式动力喷
学位
我国每年水果的生产量约占全世界的一半,但在水果的运输、售卖、贮藏等过程中有着极高的损耗率。造成损耗的主要原因是:果品被人们采摘后,仍然是一个可以进行呼吸作用的生命体,其自身携带的田间热会进一步促进果品内部生命活动的进行,从而消耗其营养物质导致质量损失。而对果品进行及时的预冷处理,可以抑制其内部的各项生命活动,并有效控制果品内微生物的繁殖,进而延长货架期时间并提高果品品质。因此,对新鲜采收的果品进行
学位
数字光处理(Digital Light Processing,DLP)3D打印技术通过对液态光敏树脂进行面曝光式的紫外辐射,快速固化薄层实体,经过堆叠树脂固化层实现模型打印,因其高精度和成型效率等优点在3D打印技术中脱颖而出。然而,对包括DLP在内的几乎所有主流的3D技术而言,都避免不了要添加支撑结构以维持模型在打印过程中的稳定成型。支撑结构可能会影响打印效率,而且需要手动去除,造成大量原材料浪费
学位
青稞是青藏高原地区的主要粮食作物,青稞茎秆也是高原家畜的优质饲料。青稞穗部长有长芒,采用普通麦类联合收获机械收割后,存在芒草不分离以及含芒率高的现象。青稞长芒表面分布有大量尖锐短刺,人工收获过程中易划伤皮肤,用含芒谷草喂养牲畜时,会导致动物咀嚼、肠胃蠕动过程中在嘴部、食道以及肠胃黏膜部位出现刺伤、划破、受伤感染等现象,这会严重影响到青稞茎秆作为优质饲料的效果。针对青稞长芒的碎芒问题,本文分别选取青
学位
基于单晶硅的MEMS谐振器由于其高Q值,与CMOS工艺兼容,易加工等优点获得了广泛的研究。相较于静电式和压电式传感的MEMS谐振器,硅基MEMS压阻谐振器由于其不随频率变化的高机电耦合系数等特性,成为高频MEMS振荡器和传感器应用的重要组成部分。然而,硅基MEMS压阻谐振器依然存在着诸多问题,本论文分别对下列问题给出解决方案。1.MEMS体模态压阻谐振器机电耦合系数普遍较低。针对这一问题,本论文建
学位
本文以玉露香梨为研究对象,采用高光谱技术与化学计量学相结合的方法,对玉露香梨的可溶性固形物(SSC)、硬度和机械损伤进行了理化测定和分析,并基于高光谱技术进行了建模分析。(1)采集玉露香梨的高光谱图像,并提取赤道位置的光谱信息,建立玉露香梨的可溶性固体(SSC)和硬度检测模型。采用导数(D1st)、标准正态变换(SNV)等多种方法对原始光谱进行预处理,并建立偏最小二乘回归(PLSR)模型,对预处理
学位
日光温室是保证北方冬季作物生产的主要农业设施,伴随着日光温室的发展,卷帘机械化装备得到广泛应用。但是,日光温室卷帘机械化装备在使用中存在问题,中置卷轴上推二连杆式卷帘机无法将卷帘机下方保温被卷起,进而影响温室内作物生长。本文以山西农业大学园艺试验田日光温室卷帘机为例展开研究,试验测定了中间保温被遮光对温室造成的温光影响,设计了一种二级卷帘装置,实现中间保温被卷放,同时对该卷帘机主连杆进行多目标优化
学位