【摘 要】
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自2004年被发现以来,石墨烯因其具有的优越物理性质成为凝聚态物理研究领域的热点。然而,因为本身没有能带带隙,石墨烯在电子器件方面的应用受到极大限制,这使人们把目光转向了具有能带带隙的另一类二维材料——过渡金属硫族化合物（TMDCs）。TMDCs与石墨烯结构类似,层内由共价键组成,层间通过范德华力相互作用堆积而成。当材料层数减薄至单原子层时,表现出丰富的物理性质,是继石墨烯之后的又一新型二维材料。
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自2004年被发现以来,石墨烯因其具有的优越物理性质成为凝聚态物理研究领域的热点。然而,因为本身没有能带带隙,石墨烯在电子器件方面的应用受到极大限制,这使人们把目光转向了具有能带带隙的另一类二维材料——过渡金属硫族化合物（TMDCs）。TMDCs与石墨烯结构类似,层内由共价键组成,层间通过范德华力相互作用堆积而成。当材料层数减薄至单原子层时,表现出丰富的物理性质,是继石墨烯之后的又一新型二维材料。对于一些新型TMDCs,其薄层样品的高效、无污染制备及转移依然是限制实际应用的主要因素。本论文针对过渡金属二硫化铌（NbS2）,对如何实现其超薄薄片的制备以及精准定点转移展开了一系列研究工作。在本论文中,我们通过使用微机械剥离法在无水无氧环境下进行NbS2纳米薄片的制备,并发展了一套适用于NbS2纳米薄片的PDMS/PVA干法转移技术,成功实现NbS2纳米薄片在两个硅衬底间无损、无污染的转移。同时,研究了不同衬底对制备的薄片厚度的影响,最终选取在30 nm氧化铝/硅衬底上进行剥离实验,实现超薄（厚度低至两个原子层）NbS2纳米薄片的制备。最后,我们将薄片制备成器件,通过使用四引线法进行电学性质的输运测试,得到了NbS2纳米薄片超导转变温度与厚度的依赖关系。当厚度在7.0 nm（约10层）以下时,纳米薄片超导转变温度随着厚度的减小而降低,这对于低维超导的机理研究具有重要意义。此外,为了提升化学气相沉积法所得的大面积石墨烯薄膜经转移后的质量,我们对传统的PMMA转移技术进行了改进与优化:一是通过使用有机小分子MMA代替有机大分子PMMA作为石墨烯薄膜的转移保护层;二是在原湿法转移工艺基础上,增加了使用氧等离子体或去离子水处理铜衬底背面的流程。随后,我们对石墨烯薄膜的表面形貌、结构等进行了表征,以评估转移后薄膜的质量,并将其制作成薄膜器件,研究了其电学性质。测量得到的迁移率达到了3000 cm~2V-1s-1,这比使用原湿法转移工艺得到的薄膜的迁移率要高出两倍。
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