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高等学校化学学报 2020年第9期41卷 2032-2037页

作者：张鑫赵付来王宇梁雪静冯奕钰封伟天津大学材料科学与工程学院先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室天津300072 郑州大学材料加工与模具教育部重点实验室郑州450002

采用微机械剥离法得到横向尺寸为10μm的碲化锗(GeTe)纳米片.通过电子束曝光和真空溅射镀膜的方法,以钛金合金为接触电极,制备基于二维碲化锗(2D-GeTe)纳米材料的场效应晶体管(FET),并测定了其电学性能.结果表明,剥离所得GeTe纳米材料... 详细信息

采用微机械剥离法得到横向尺寸为10μm的碲化锗(GeTe)纳米片.通过电子束曝光和真空溅射镀膜的方法,以钛金合金为接触电极,制备基于二维碲化锗(2D-GeTe)纳米材料的场效应晶体管(FET),并测定了其电学性能.结果表明,剥离所得GeTe纳米材料具有良好的结晶性,光学带隙为1.98 eV,属于p型半导体;该场效应晶体管展现出了6.4 cm^2·V^‒1·s^‒1的载流子迁移率和670的开关电流比的良好电学性能.

关键词：碲化锗二维材料微机械剥离法场效应晶体管

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基于多层二硒化钨的高性能场效应晶体管的实验优化和理论模拟

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高等学校化学学报 2022年第6期43卷 166-176页

作者：张义超赵付来王宇王亚玲沈永涛冯奕钰封伟天津大学材料科学与工程学院天津300354 天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室天津300072

采用微机械剥离法制备了基于不同厚度的高质量WSe_(2)纳米片的场效应晶体管(WSe_(2)-FETs),研究了其性能的影响因素.通过调控WSe_(2)纳米片及介电层的厚度、测试温度及退火处理等,结合理论模拟分析,获得了WSe_(2)-FETs的最佳电学性能.最... 详细信息

采用微机械剥离法制备了基于不同厚度的高质量WSe_(2)纳米片的场效应晶体管(WSe_(2)-FETs),研究了其性能的影响因素.通过调控WSe_(2)纳米片及介电层的厚度、测试温度及退火处理等,结合理论模拟分析,获得了WSe_(2)-FETs的最佳电学性能.最终,基于7层WSe_(2)纳米片的场效应晶体管表现出最优异的电学性能,室温下载流子迁移率可达93.17 cm^(2)·V^(‒1)·s^(‒1);在78 K低温下,载流子迁移率高达482.78 cm^(2)·V^(‒1)·s^(‒1).

关键词：微机械剥离法二维材料二维过渡金属硫族化合物载流子迁移率开关比

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PDMS制备二硫化钨及其性能表征

PDMS制备二硫化钨及其性能表征

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作者：刘辉暨南大学

学位级别：硕士

作为过渡金属硫化物（TMDCs）中的典型代表之一，二硫化钨薄膜以其优良的光学、电学、力学和化学等方面的性能受到广泛的关注与深入研究。WS2单层拥有与石墨烯类似的微观结构、却具有石墨烯所不具备的较宽带隙（单层直接带隙约为2.1eV... 详细信息

作为过渡金属硫化物（TMDCs）中的典型代表之一，二硫化钨薄膜以其优良的光学、电学、力学和化学等方面的性能受到广泛的关注与深入研究。WS2单层拥有与石墨烯类似的微观结构、却具有石墨烯所不具备的较宽带隙（单层直接带隙约为2.1eV）；它在电学性能表现出来对短沟道近乎免疫以及较为理想的载流子迁移率的特点，使其在微电子器件上具有较广的应用前景。\n 本文采用微机械剥离法（PDMS膜）制备单层的WS2，并使用光学显微镜，拉曼图谱和PL光谱进行表征。通过不同的表征手段判定样品的层数。研究发现，使用PDMS膜制备单层WS2样品相比于白胶带制备方法来说，衬底的胶状物较少，制备的单层WS2面积大、数量多。通过PDMS膜制备单层，明显提高制备效率。\n 选取单层的WS2制备背栅型的WS2场效应晶体管，常温无光大气压和真空条件下的迁移率分别约为16.61cm2V-1S-1和4.582cm2V-1S-1。对低温测试数据分析发现，随着温度的升高，器件迁移率在温度3K-50K时，缓慢降低;在温度为50K-100K时，缓慢增加;在温度为100K-200K变化时，迅速增加;在温度200K-300K变化时，呈现下降的趋势；同时，研究表明，低温会放大样品的边缘效应，光照明显提高了载流子迁移率。\n 使用PPC转移并堆叠两个单层的WS2样品。分析PL光谱发现，堆叠后样品的PL光谱具有类似双层的间接带隙的表象，其PL光谱强度却要高于自然剥离的双层WS2样品。堆叠样品的研究与制备样品光学性能的表征，为接下来深入探究不同堆叠角度对晶体结构的影响以及堆叠的同质、异质结构特性奠定基础。

关键词：二硫化钨微机械剥离法场效应晶体管光学性能电学性能

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二硫化钨/二硒化钨的剥离及电学和光电性能研究

二硫化钨/二硒化钨的剥离及电学和光电性能研究

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作者：张义超天津大学

学位级别：硕士

作为过渡金属硫族化合物(TMDCs)的代表性材料,二硫化钨(WS)和二硒化钨(WSe)由于具有较高的理论载流子迁移率和可调控的带隙,在电子和光电器件领域具有巨大应用潜力。然而由于采用微机械剥离法制备的WS和WSe纳米片的厚度难以精确控制,导... 详细信息

作为过渡金属硫族化合物(TMDCs)的代表性材料,二硫化钨(WS)和二硒化钨(WSe)由于具有较高的理论载流子迁移率和可调控的带隙,在电子和光电器件领域具有巨大应用潜力。然而由于采用微机械剥离法制备的WS和WSe纳米片的厚度难以精确控制,导致基于WS和WSe的场效应晶体管(FETs)性能并未充分被挖掘,相关理论研究也比较匮乏。此外,近年来,基于二维材料的光电化学(PEC)型自供能光电探测器(PDs)因成本低廉和环境友好等优点成为下一代光电器件研究的热点。目前基于WS和WSe的光电晶体管器件已有广泛报道,但其PEC型PDs却极少有研究。因此,我们以FETs和PEC型PDs作为研究对象,对WS和WSe的电学和光电性能进行系统研究。主要内容如下:(1)采用微机械剥离法制备不同厚度的WS和WSe纳米片,并将其制成FETs。通过调控介电层厚度、退火和测试温度,系统研究了基于WS和WSe的FETs的电学性能。结果表明,在298 K下,分别以9层WS和7层WSe纳米片为沟道材料,100 nm的Si O为介电层的FETs表现出优异的电学性能,载流子迁移率分别可达到531.41 cm·V·s和93.17 cm·V·s,开关比为10和10。(2)使用VASP软件对9层WS和7层WSe与金属电极接触后体系的能带结构、态密度分布、有效质量和载流子迁移率进行计算分析。结果表明,WS拥有更小的电子有效质量(0.738 m)和更大的电子迁移率(366.25 cm·V·s),而WSe拥有更小的空穴有效质量(1.176 m)和更大的空穴迁移率(125.19 cm·V·s)。这说明WS和WSe分别作为n型和p型FETs的沟道材料具有更大的应用潜能,为实现低功耗互补型金属氧化物半导体(CMOS)电路奠定理论基础。(3)采用超声辅助液相剥离法制备WS和WSe纳米片及WS/WSe异质结,并将其制成PEC型PDs。通过调控电解质种类及浓度、偏置电压和入射光功率密度,系统研究了基于WS、WSe和WS/WSe异质结的PEC型PDs的光响应性能。结果表明,在0.6 V偏置电压下,基于WS/WSe异质结的PEC型PDs在0.5 M KOH中的光响应性能明显优于单一材料,具有较大的光电流密度(10.006μA·cm)、较高的光响应度(81.536μA·W)以及优异的比探测率(1.43×10Jones),同时具备循环稳定性和宽波段(365-750 nm)光响应特性。

关键词：微机械剥离法场效应晶体管载流子迁移率超声辅助液相剥离法光电化学型光电探测器

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二维层状In2Se3铁电材料的光敏传感性能研究

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湘潭大学学报（自然科学版） 2019年第4期41卷 107-113页

作者：陈芸邢思玮周雪侯鹏飞湘潭大学低维材料与应用技术重点实验室湖南湘潭411105 可靠性物理科学技术与电子元器件应用技术实验室广东广州510610

α-In2Se3是一种同时具有稳定面内和面外极化的窄禁带二维铁电材料,探究其铁电极化与光电导性能关联对促进其光敏传感器的应用具有重要意义.该文采用微机械剥离法获得了平面尺寸在50μm以上的α-In2Se3纳米片,利用原子力显微镜研究了其... 详细信息

α-In2Se3是一种同时具有稳定面内和面外极化的窄禁带二维铁电材料,探究其铁电极化与光电导性能关联对促进其光敏传感器的应用具有重要意义.该文采用微机械剥离法获得了平面尺寸在50μm以上的α-In2Se3纳米片,利用原子力显微镜研究了其自发极化特性.制备了Pt/α-In2Se3/Pt光敏器件单元,研究了明暗条件下Pt/α-In2Se3/Pt器件单元I-V特性以及高压极化对光敏性能的影响.结果表明:二维层状α-In2Se3具有较好的光敏性能,且高压极化将大幅优化器件的光敏特性.高压极化使器件的响应时间明显缩短,1V电压明暗条件开关比提高至10^3以上.可见,铁电极化对于α-In2Se3纳米片的光电导效应具有重要影响,高压极化操作能够有效地提高其光敏性能.

关键词： α-In2Se3 光电导微机械剥离法高压极化开关比

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含芘高分子的设计、合成及其在石墨烯制备中的应用

含芘高分子的设计、合成及其在石墨烯制备中的应用

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2016年全国高分子材料科学与工程研讨会

作者：崔健陈淑菊常海燕闫业海青岛科技大学高分子科学与工程学院橡塑材料与工程教育部重点实验室

石墨烯是碳纳米材料家族的新成员,自2004年问世以来已引起了世界范围的研究热潮,而低成本、宏量制备高品质石墨烯是支撑石墨烯所有研究与应用的基础。由石墨制备石墨烯是目前获取石墨烯材料的最有效途径,其主要制备方法有微机械剥离法... 详细信息

石墨烯是碳纳米材料家族的新成员,自2004年问世以来已引起了世界范围的研究热潮,而低成本、宏量制备高品质石墨烯是支撑石墨烯所有研究与应用的基础。由石墨制备石墨烯是目前获取石墨烯材料的最有效途径,其主要制备方法有微机械剥离法、氧化石墨还原法和液相剥离法。然而,这些制备方法仍存在许多不足,如微机械剥离法制备效率极低、氧化石墨还原法制备的石墨烯品质较差、液相剥离法的实施窗口很窄等。时至今日,发展出一种综合指标优异的石墨烯制备方法仍是一个开放课题。由是,分散助剂辅助液相剥离法应运而生。

关键词：石墨烯制备石墨还原法微机械剥离法石墨烯层液相剥离法高分子

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