《二維WS2/Si異質結的製備及光電性能研究》是依託電子科技大學,由蘭長勇擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：二維WS2/Si異質結的製備及光電性能研究
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：蘭長勇
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
二維材料具有獨特的物理、化學性質，成為了凝聚態物理、納米材料、光電子等領域的研究熱點。二維過渡金屬硫族半導體具有合適的能頻寬度，在光電探測領域顯示出優異的性能。近期，基於二維材料同矽基構成異質結受到了研究人員的關注和重視，並在光電探測領域顯示出誘人的套用前景。本項目擬研究將WS2直接生長於Si上所構成的異質結的光電特性，研究不同生長模式WS2、Si的導電類型和摻雜濃度、結區面積以及引入金屬納米顆粒、半導體量子點對器件的光回響譜、光回響度和回響時間等的影響規律和物理機制，探索提高器件性能的方法。本研究將有助於加深對二維材料/矽異質結光電性能的認識，為二維材料在矽基光電積體電路中的套用提供指導。
結題摘要
二維材料及基的異質結顯示出優異的光電性質，在光電子領域具有光明的套用前景。本項目開展了二維材料和二維材料異質結的可控制備、電子學和光電子學性質方面的研究工作，取得了一系列創新性的成果。主要成果為採用化學氣相沉積方法成功製備了晶圓尺度的單層硫化鎢薄膜，並且晶疇大小可調節，單疇硫化鎢薄膜具有優異的光電性能；在氫氧化鈉輔助下，利用化學沉積方法成功合成了單疇尺度達550 μm的單層硫化鎢薄膜，並且其光電性能可同機械剝離的單層硫化鎢相比擬；利用單層硫化鎢晶界處的懸掛鍵實現了硫化鎘納米顆粒鏈的生長，從而使得單層硫化鎢薄膜的晶疇在光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡下直接成像，此外硫化鎘的引入增強了硫化鎢薄膜的光電回響特性；採用化學氣相沉積方法成功地合成了石墨烯/硫化鎢范德瓦爾斯外延異質結，該異質結顯示出出色的光電探測性能；利用化學氣相沉積實現了二維碘化鉛納米片陣列的合成，並且成功將碘化鉛轉化為鹵素鈣鈦礦納米片，二維碘化鉛納米片和鹵素鈣鈦礦納米片均顯示出優異的光電探測性能；通過光刻工藝構建了矽/硫化鎢/石墨烯范德瓦爾斯異質結光電探測器，探測器顯示出優良的光電探測性能。相關研究成果為二維材料及其異質結在光電子領域的套用提供了科學參考和實驗支持。
