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最近,二维层状材料如石墨烯,过渡金属硫族化合物,黑磷等由于具有特殊的电学,光学以及机械方面的性质而受到人们越来越多的关注。正交相SiP(o-SiP)作为一种新型的二维半导体化合物,对其进行研究不仅会大大拓宽我们的二维材料丰富性,而且可能会对将来的电子技术产生深刻的影响。本论文采用助熔剂法成功生长出了 o-SiP晶体,并针对其基本物理性质以及面内各向异性等方面进行了研究。论文主要包括以下几方面的内容:Ⅰ.块体o-SiP的可控助熔剂法生长以及光电性质研究首次采用助熔剂法成功生长出了大尺寸的块体o-SiP单晶。o-SiP单晶的尺寸和形貌可以通过降温速度控制。块体o-SiP的带隙为1.71 eV,载流子迁移率为2.034 × 103 cm2·V-1·s-1,这是 MoS2 的十倍。通过 DSC/TGA 测试发现 o-SiP 是一种热稳定性非常高的二维化合物,其分解温度1045 ℃。快速的光响应表明o-SiP是一种较灵敏的光电探测材料。初步实验结果表明o-SiP可能在电子以及光电应用领域是一种非常有潜力的二维半导体材料。Ⅱ.机械剥离法制备带隙可调的o-SiP薄层采用机械剥离法从o-SiP样品中成功剥离出大尺寸高质量的的o-SiP薄层。通过SEM及TEM等表征手段对薄膜样品的形貌及微观结构进行了测试。另外,通过DFT计算得出o-SiP是一种能带可调的二维材料,其块体为间接带隙,当层数减小到单层后为直接带隙。Ⅲ.o-SiP面内各向异性的研究首先我们采用DFT计算确认了 Raman峰的震动模式,同时,通过偏振Raman光谱清晰的揭示出峰强的各向异性。作为一种简单无损的定向手段,偏振Raman光谱将为今后o-SiP各向异性的研究提供极大的方便。另外,对基于o-SiP的器件分别沿着a方向与b方向进行光响应测试,结果表明,二者都具高灵敏度的同时,两个方向的响应度具有明显差异,这对于将来其在各向异性光电应用方面具有十分重要的意义。另外,o-SiP结构与光电各向异性的关系对今后Ⅳ-Ⅴ族二维半导体化合物在电学,光电设备方面的研究具有重要的参考意义。Ⅳ.CdSiP2晶体生长三元磷硅化合物CdSiP2(CSP)作为一种重要的红外非线性光学晶体具有宽的透过范围,高的非线性系数,大的热导率,并且在1μm处双光子吸收小等优点,在目前能用成熟的1064nm激光(如Nd:YAG)作为光源进行频率转换的红外非线性材料中,其非线性系数是最大的。但是较高的熔点(1133 ℃)以及熔点附近较高的饱和蒸气压(22 atm at 1133 ℃)使CSP很难利用熔体法生长出大尺寸无开裂的单晶,严重限制了它的批量生产和实际应用。利用助熔剂生长o-SiP的经验,尝试采用助熔剂法生长CSP晶体以解决易爆炸的问题。同时尝试采用垂直布里奇曼法对其进行晶体生长,为今后CSP晶体的生长提供一些参考。