【摘 要】
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二硫化钼（MoS2）作为一种过渡金属硫化物因其在电学、光学、力学等方面的优异性能而成为后硅时代的热点材料,不同于石墨烯材料的零带隙,MoS2在由多层变为单层时,其能带从间接带隙变为带隙为1.8e V的直接带隙,加之优异的光电性能,MoS2薄膜在微电子器件应用方面极具潜力。本文利用Materials Studio（MS）软件基于第一性原理研究了本征MoS2和Au、Pt、Pd掺杂单层MoS2的电子结构
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二硫化钼（MoS2）作为一种过渡金属硫化物因其在电学、光学、力学等方面的优异性能而成为后硅时代的热点材料,不同于石墨烯材料的零带隙,MoS2在由多层变为单层时,其能带从间接带隙变为带隙为1.8e V的直接带隙,加之优异的光电性能,MoS2薄膜在微电子器件应用方面极具潜力。本文利用Materials Studio（MS）软件基于第一性原理研究了本征MoS2和Au、Pt、Pd掺杂单层MoS2的电子结构和体系稳定性。计算结果表明本征MoS2是直接带隙半导体,带隙为1.74e V;三种掺杂体系均能稳定存在;能带结构都向能量低的方向移动,禁带中都出现了杂质能带。选取MoCl5和硫脲作为钼源和硫源通过脉冲激光法诱导合成了MoS2薄膜。使用光学显微镜、Raman、AFM、HRTEM、SAED、XPS等测试仪器对MoS2薄膜进行了表征,结果表明制备出了1T与2H相混合的大面积连续的MoS2薄膜,且通过改变MoCl5浓度可以调控薄膜生长的厚度。分别以氯金酸、氯化铂、氯化钯为掺杂剂,采用脉冲激光法一步完成了MoS2薄膜的合成与Au、Pt、Pd元素的掺杂。利用XPS、EDS、STEM和TEM等分析手段验证了三种掺杂体系均成功将掺杂元素掺入MoS2中。设计和制备了未掺杂MoS2和Au掺杂MoS2的场效应晶体管。转移曲线的结果表明Au掺杂后MoS2薄膜由n型变为p型,开关电流比为105,载流子迁移率为0.57cm2V-1s-1,亚阈值摆幅为0.66 V/dec,阈值电压为-13.13V,验证了Au对MoS2的掺杂为p型掺杂。
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