CVT法合成SiAs晶体及光电性能研究

来源 :天津理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shibin19860211
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
自石墨烯面世以来,人们对于与石墨烯相似,原子层通过范德华力堆叠的二维晶体产生了极大的兴趣,并且随着研究的深入,二维晶体家族也正在不断壮大。砷化硅(SiAs)作为IVA-VA族新型层状半导体中的一员,由于其新颖的p型半导体特性,引起了研究人员的广泛关注。单质砷(熔点:817℃)具有在高压条件下加热到613℃,不经液化直接升华的特点,因此高压环境对砷化物的反应条件十分有利;同时SiAs作为含砷元素化合物的一种,出于安全因素考虑,敞开生长体系并不能满足对于SiAs晶体的生长环境要求。具有高真空密闭特点的CVT体系,符合对于SiAs晶体的反应及生长要求,并且CVT体系作为一种有效的产物提纯手段,同样有利于实现高质量SiAs晶体的生长。本论文通过CVT法实现了SiAs晶体的生长,通过机械剥离制备二维SiAs晶体,对SiAs晶体的性质及光电性能进行了研究。主要研究成果如下:确定了CVT法生长SiAs晶体的实验条件,并实现了平均长度在2cm左右的条状SiAs晶体生长(部分可达3-4 cm)。借助XRD、STEM等表征手段,证明了CVT法生长的SiAs晶体具有很好的结晶质量。通过Raman光谱进一步研究了不同厚度SiAs晶体(3.31 nm-15.08 nm)的分子振动模式,首次在低波数区域发现了两个明显的拉曼峰位红移。借助其p型半导体特性,首次实现了基于p型SiAs晶体的p-n结器件构筑及光电性能研究。结果表明:p型SiAs/n型SnS2多层异质结在-1V到1V的源漏电压下,表现出明显的整流特性,正向导通电流与反向关断电流的比值接近10~2。在550 nm激光照射下,光响应度达到了1 A/W,明显优于纯的SiAs器件以及其他的IVA-VA族层状半导体器件;p型SiAs和n型MoS2多层异质结也表现出接近10~2的整流比,在700 nm激光照射下,明暗电流切换会更加稳定,且明暗电流切换比接近于6。本文进一步探究了SiAs晶体的性质,补充了关于IVA-VA半导体研究的空白。CVT法制备SiAs晶体为IVA-VA族晶体的生长和其他新型晶体材料的高质量合成提供了参考。此外,我们的工作表明p-SiAs晶体是一种具有潜在研究价值的光电材料,为进一步构建IVA-VA系列层状半导体p-n结等功能器件提供经验和帮助。
其他文献
电力行业是国民经济的基础性、支柱性、战略性产业。变电站、配电站是电力系统中的重要枢纽,而测量仪表在他们的稳定运行中扮演重要角色。出于多方因素考量,测量仪表需定时巡检,而人工巡检的方式严重依赖于值班员的责任心、专业知识,效率低且准确性、实时性差。本文利用深度学习、计算机视觉技术,实现变电站、配电室场景中仪表的表盘指针实例分割、图像配准以及自动判读。本文主要内容为:针对现场图像背景复杂、光照不均以及M
现实生活中广泛存在的大规模的群体合作行为是人类社会能够蓬勃发展的重要原因,然而,现实中的个体本质上都是自私的,这与合作行为的大范围存在显然是相互矛盾的。为了探索合作行为的产生和维持,大量科学家将复杂网络与演化博弈模型相结合研究了各种各样的促进合作演化的机制,前者用于刻画群体的结构特征,后者用于描述个体之间的互动模式,目前已成为分析社会困境中的合作演化问题最普遍的方法。值得注意的是,人类社会中的生命
近年来,钙钛矿量子点由于其出色的光电性能受到了研究者的广泛关注,在发光二极管、激光、太阳能电池、红外探测器和光电探测制造技术等方面具有巨大的应用前景。尽管如此,铅的毒性和钙钛矿的不稳定性仍然限制了钙钛矿量子点商业化的大规模发展,而且目前钙钛矿的发光研究主要集中在可见光区域,中红外区域研究较少。然而中红外激光材料在生物研究、医学治疗、环境监测和材料加工等领域有着广泛的应用前景,一直是国内外激光工作者
随着液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)能源消费占比不断攀升,LNG储罐得到了全球各国的重视。在LNG安全生产、运输和使用等过程中,储罐材料的性能至关重要。低温奥氏体高锰钢因其优异的低温力学性能和较高的经济优势,有望取代9Ni钢,广泛应用于LNG储罐的制造。其中,焊接在LNG储罐的制造过程中至关重要,90%以上的压力容器事故是焊接缺陷导致的。而低温高锰钢作为一种新材料,
振动辅助加工以平均切削力小、加工效率高、表面加工质量好等优势成为精密与特种加工中不可或缺的技术,可用于复合材料、硬脆材料等一些难以加工的材料,例如陶瓷、玻璃、超硬合金等。其中三维振动辅助加工被认为是最有潜力的加工方法,但国内外的研究集中在多激励装置方面,通过的特殊结构耦合成为三维振动,这对多个激励源之间的配合要求较高,装置结构复杂且体积较大。因此本文设计了一种体积小,结构简单的单激励三维超声振动辅
本文对中国国有企业混合所有制改革进行了简要说明,重点探讨了国有企业混合所有制改革如何混、如何改和评价体系,辅以东航物流混合所有制改革为例,以供参考。
纳米多孔金属作为催化剂在参与气相催化反应的过程中,由于反应气体与表面原子首先接触,导致表面原子相较于内部变化更加剧烈,结构发生排列重组,造成了催化剂结构的演变。本文工作通过高时空分辨率的原位气相电镜实验,观测纳米多孔金(NPG)作为催化剂在热解甲烷(CH4)过程中出现的韧带断裂行为,能够进一步阐明纳米多孔金属催化剂在工况条件下的韧带形态及微观结构演变机理。通过对实验现象的分析我们得到以下结论:(1
中红外激光在国防、医疗、通讯、激光加工等方面拥有重要应用,然而通过非线性光学晶体的频率转换将发展成熟的近红外波段激光拓展至中红外波段,是固体激光器获得中红外激光的主要手段,因此红外非线性光学晶体的发展对推动中红外固体激光技术的发展具有重大意义。前期研究表明硫磷属化合物、金属氧化物和卤化物是中红外非线性光学晶体设计的三大材料体系,但它们存在各自的优势和缺陷,单一的材料体系很难完全满足非线性光学晶体的
近年来,柔性电子领域的快速发展极大提升了现代社会人类的生活品质,随着柔性电子技术的不断推进,对柔性电源提出了更高的要求。同时用于柔性器件的储能装置也应当满足便携与灵活的标准,在弯折等条件下性能保持稳定,使其能够稳定的进行电源输出。然而,在目前的储能体系中能够支撑其工作的电池在能量密度、可弯折性、以及使用寿命等各个方面仍然不能满足柔性器件快速发展的需求。锂-空气电池(LABs)作为目前理论能量密度最