二维原子晶体材料SnSe_x的制备及其器件特性

来源 :中国科学院大学(中国科学院物理研究所) | 被引量 : 5次 | 上传用户:sondenaclaire3
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
自从第一种二维材料石墨烯发现以来,过去十几年,人们不断探索着新的二维材料。二维材料家族成员也从单质拓展到各种化合物,几乎涵盖了元素周期表前六周期四分之一的元素,它们结构多样,物性丰富,然而,对主族金属化合物,特别是IVA族金属元素硫族化合对应的二维材料体系研究较少。研究这类二维材料能够丰富和完善现有的二维材料谱系,填补人们认识空白。SnSex二元化合物对应于SnSe和SnSe2,是两种典型的IVA族金属硫族化合物,且都属于二维层状半导体原子晶体材料。SnSe具有类黑磷正交结构呈现p型(空穴)导电特征,体材料的迁移率达150 cm2V-1s-1,是IVA族金属硫族化合物中最高的,其化学性质稳定且低毒。由于晶格振动具有较强的非简谐性,使得SnSe的热导率很低,是一种优异的的热电材料。而SnSe2具有类石墨烯的六方结构呈现n型(电子)导电特征,其间接带隙为0.97 e V,和SnSe能够很好的形成一定的带隙匹配。基于这些特性和优势,本文选择SnSe和SnSe2两种二维材料作为研究对象,主要研究内容如下:1.通过有机硅衬底外延优化了SnSe单晶薄层的CVD生长工艺,研究了SnSe二维材料拉曼特性。其拉曼的厚度依赖,不同于Mo S2,在厚度大于10 nm时,依然存在。定性分析了层间作用力在这一过程中的作用。此外,变温拉曼结果表明SnSe在c轴方向有更强的非简性。进一步,借助接触共振AFM技术,研究了SnSe在a轴方向上的杨氏模量和层间作用强度,其层间杨氏模量高达54±2 GPa。2.研究了二维SnSe的场效应特性。由于浅受主能级在52 me V,材料内部空位浓度较高(1018 cm-3),使得空穴的耗尽很难实现,但是栅极电场仍然可以实现对空位导电的调制。器件的迁移率在215 cm2V-1s-1,高于同期文献数据,但低于体材料数据。由于光学支声子散射的各向异性,使得高温下(>240 K)其场效应迁移率显现出明显的面内各向异性特征,沿着c轴方向有更高的场效应迁移率。3.研究了二维SnSe单晶薄片(15 nm)的栅压调制的热电性质,SnSe单晶薄片的塞贝克系数的随着温度降低,栅压依赖特性增强。不论是直流还是交流测试,室温下,塞贝克数据都和空位掺杂的体相相似(100到400mV/K)。在15 nm厚度,塞贝克系数上并未表现明显的量子限制效应。同时,器件的功率因子由于场效应迁移率的衰减出现了较大的降低。这表明了CVD合成的二维SnSe的内部缺陷对热电性质的制约。4.通过机械剥离的方法制备了二维SnSe2,材料本身表现出明显的n型简并掺杂的特征。通过改进器件结构,利用70 nm HfO2背栅绝缘层和聚合物电解质涂覆层的电容耦合,首次实现了SnSe2晶体管的高开关比(104),并初步探索了SnSe2在Li+插层过程中的不稳定性。
其他文献
本文阐述了数控机床热误差补偿技术的基本概念,提出了一种基于无限冲激响应(ⅡR)网络的数控机床热误差预报模型。讨论了该模型的建立及相关技术问题,对智能预报补偿系统进行了研
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
鄂东南地区属于逆冲推覆地质构造,地震勘探资料信噪比低,叠加成像效果差。针对该地质构造,提高地震资料信噪比可从两方面入手:一是优化激发点位设计,应用地质模型炮检点布设模
本文通过分析中职生的现状,认识到中职生在这个特殊的年龄发展阶段,其内心世界的不稳定、不平衡,极易引发违法从而阐述中职生知法、懂法、守法的重要性。然后从学校以及学生本身
新一代无线通信信号展现出宽带包络大动态范围的特点,迫使射频功率放大器工作在低效的回退功率点上,造成能源浪费和系统成本增加。针对这一问题,需要探索能够准确衡量功率放
语文阅读生成性教学,是新课改要求并提倡的教学方式。在智慧学习环境下,生成性教学有助于破除课堂环境封闭、僵化等弊端。为此,从智慧学习的角度切入,深入地解读语文的阅读生
现阶段,改革开放实施三十年,行政体制改革已经从开始时摸着石头过河进入了深水区的实践,社区管理体制改革已经成为关系行政体制深层次改革的关键性因素。在这一背景下,北京作
AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)由于具有大的直接带隙能、高的饱和漂移速度、大的导带不连续性、良好的热稳定性以及强的自发和压电极化效应,从而在高频、高温和大功率应
正确快速评估NEDC循环油耗与排放是整车性能开发、匹配的重要环节,而代表性工况点的确定研究则是预估整车经济性与排放性能的重要途径。为准确确定发动机代表工况点,文中以轻
本文利用可见/近红外光谱技术检测新鲜鸡蛋p H和蛋白质。分别采集新鲜鸡蛋在400~1000 nm和900~1700 nm波长范围的漫反射光谱,使用多元散射矫正(MSC)、标准正态变量变换(SNV)