【摘 要】
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二维材料自发现以来,其极薄的尺寸和优秀的物理性能让各个领域研究人员目光聚焦于此。关于其新机理和新器件的研究无时无刻不在进行,是当前半导体光电研究领域的热点。本文以Sn Se2、WSe2和异质结作为研究对象,对其结构形貌、光电性能进行系统地分析,本文主要工作与结论如下:(1)利用CVT法和机械剥离法制备了层状Sn Se2,利用光学显微技术、扫描电镜技术、能谱色散光谱仪、X射线衍射技术、拉曼图谱、原子
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二维材料自发现以来,其极薄的尺寸和优秀的物理性能让各个领域研究人员目光聚焦于此。关于其新机理和新器件的研究无时无刻不在进行,是当前半导体光电研究领域的热点。本文以Sn Se2、WSe2和异质结作为研究对象,对其结构形貌、光电性能进行系统地分析,本文主要工作与结论如下:(1)利用CVT法和机械剥离法制备了层状Sn Se2,利用光学显微技术、扫描电镜技术、能谱色散光谱仪、X射线衍射技术、拉曼图谱、原子力表征等多种技术手段对机械剥离的层状Sn Se2进行了表征,确定材料形貌、晶体结构等基本信息。通过微纳工艺构筑了Sn Se2光电探测器,结果表明CVT制备的Sn Se2光电探测器表现出卓越的光电响应性能,响应度高达8.12×10~3A·W-1,外量子效率高达2.4×10~5%,探测率为3.46×10~8 Jones,响应速度快(上升时间40 ms,衰减时间40 ms),为Sn Se2在光电领域广泛应用打下基础。(2)利用CVT法和机械剥离法制备了层状WSe2,并对其进行形貌表征与光电性能测试,CVT制备的WSe2在近紫外到红外宽带范围均有响应,530nm激光照射下,光响应度可达2.68 A·W-1,外量子效率可达610%,响应速度也很快(上升时间40 ms,衰减时间40 ms),探测率高达1.17×1010 Jones,开关效应优越,可用于光电探测器和太阳能电池等。(3)使用干法转移成功制备II型能带排列Sn Se2/WSe2异质结光电探测器。该探测器在近紫外到红外宽带范围表现出很好的响应,且表现出明显的光伏效应。器件在波长为530 nm的光照下响应度最优,具有3.87 A·W-1的光响应度和908%外量子效率,响应性能良好(上升下降时间均为40 ms)。同时,异质结较单种材料,器件的稳定性提升,多次测试均能保持持续稳定的输出,在光电探测器领域的应用有着巨大的前景。
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