《單層TMDC薄膜製備與異質結構光探測性能研究》是依託電子科技大學,由李春擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：單層TMDC薄膜製備與異質結構光探測性能研究
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李春
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
單層過渡金屬硫化物(TMDC)半導體因具有直接帶隙，成為二維晶體材料研究的熱點，而大面積均勻、高質量單層薄膜的可控制備是實現其規模化光電器件的關鍵。項目提出以等離子增強化學氣相沉積(PECVD)製備單層TMDC半導體薄膜，研究基於其堆垛異質結構的波長可調節、高量子效率光探測器。研究內容包括：(1)以MoS2和WSe2為代表，研究高結晶質量和柔性基底兼容的單層MoS2和WSe2薄膜的PECVD製備工藝，闡明原子層薄膜的生長規律與機制。(2)結合結構表征、光譜分析、及基於場效應電晶體的載流子電輸運測試，評價所製備的原子層薄膜質量。(3)構築單層MoS2、WSe2及其堆垛異質結構光探測器，研究其光探測性能及光回響機理。本研究旨在探索製備大面積、高質量原子層TMDC薄膜的新方法，探尋原子層二維TMDC半導體薄膜及其異質結構光回響的新性能，為二維TMDC半導體材料及其光電器件套用基礎研究提供科學參考。
結題摘要
單層過渡金屬硫化物(TMDC)半導體因具有直接帶隙和獨特光與物質相互作用效應，成為新型電子與光電子材料研究的熱點，而大面積均勻、高質量單層薄膜的可控制備是實現其規模化光電器件的關鍵。本項目主要研究二維TMDC薄膜的大面積氣相沉積製備及其原型光電探測器件。主要研究結果包括，1.選擇低壓沉積化學氣相沉積（LPCVD）成功製備了晶圓尺度單層WS2薄膜，表面氣體吸附強烈影響其載流子輸運性質與光電回響特性；2. 以MoS2薄膜為例，發展了一種基於襯底移動的常壓化學氣相沉積（APCVD）層數可控的TMDC製備方法；3. 發展了一種大面積自動聚焦拉曼成像技術，為提高二維材料表徵效率提供了有益參考；4. 在對所製備的兩種TMDC薄膜進行系統性結構表征的基礎上，製備了WS2/Si PN結型齊納隧穿型光電二極體探測器，器件回響度超過商業化矽基二極體探測器，還製備了WS2-ZnO，WS2-graphene等高回響度光電導型探測器，進而深入研究了其光電回響特性及其較強光電轉換的物理機制。本項目研究結果為其它二維過渡金屬硫族化合物的製備、基本性質和原型器件研究提供科學指導，為二維晶體材料基器件規模化集成奠定基礎。
