基于激光脉冲沉积(PLD)法制备的二维MoS2的生长及其光电性能的研究

来源 :北京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:calidaw
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近年来,基于新型二维材料的电子/光电子器件,在量子信息、航空航天、环境监测、高性能硬件领域展现了巨大的潜力。而如何利用常规方法直接生长出的大面积、均匀的二维材料薄膜在实际应用中至关重要。在本论文中,我们探究了利用激光脉冲沉积法(PLD)制备大面积、均匀且层数可控的MoS2薄膜,并研究了基于多层MoS2薄膜基场效应晶体管的输运特性和MoS2薄膜基光电探测器的层数依赖特性。结果表明利用激光脉冲沉积法生长的二维材料薄膜有潜力应用到未来的工业器件中。本论文研究了利用激光脉冲沉积法采用控制脉冲数量的方式生长大面积的均匀MoS2薄膜,进而探究由多层MoS2薄膜制备的场效应晶体管和不同厚度的MoS2薄膜制备的光电探测器性能。主要结果如下:1、拉曼光谱和透射电子显微镜结果表明生长在SiO2/Si衬底上的MoS2薄膜是层数可控的,基于多层MoS2薄膜的场效应晶体管器件展现了较高的开关比(500)和较高的载流子迁移率(0.124 cm2V-1S-1)。2、黑暗条件下的输出特性表明在金与MoS2薄膜接触面存在肖特基结。制备的金属-半导体-金属形式的MoS2薄膜基光电探测器展现了从紫外到红外范围内的宽谱响应。当MoS2薄膜的厚度从多层降低到2层,MoS2薄膜基光电探测器的光响应逐渐增加,但更重要的是随着MoS2薄膜厚度从2层降低到单层,可以观察到光响应存在一个明显的增加。此外,在波长为300 nm的入射光照射下,单层的MoS2薄膜基光电探测器的响应度可以达到1.96 A W-1。造成这种现象的原因可能是样品具有层控特性的肖特基结变化及随着厚度降低导致了间接带隙向直接带隙的过渡。
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