CdS/MoS2复合微纳结构的制备与光学性质研究

作     者：徐乾坤 

作者单位：北京理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邹炳锁

授予年度：2016年

学科分类：07[理学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 070205[理学-凝聚态物理] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0702[理学-物理学] 

主      题：硫化镉 二硫化钼 化学气相沉积 半导体 光学性质 

摘      要：二硫化钼晶体为六方晶系,带隙为1.29eV的间接带隙半导体。单层二硫化钼就有类石墨烯结构,成为带隙为1.90eV直接带隙半导体。类石墨烯二硫化钼以其二维层状夹心结构和特殊的能带结构,在光电器件领域具有很大的应用前景。为进一步了解单层二硫化钼与一维其它纳米结构复合产生的物性调控。本文主要围绕二硫化钼和硫化镉的复合结构的制备以及其光致发光的性质展开工作。本文通过化学气相合成的方法尝试制备单层二硫化钼与硫化镉的微纳复合结构,在共聚焦显微系统中对二硫化钼与硫化镉的微纳复合结构的形貌和结构进行表征。研究了在化学气相合成方法中不同的因素对掺杂样品生成的影响:实验发现使用三氧化钼与硫粉反应生成二硫化钼掺杂硫化镉时比直接放入二硫化钼粉末气相生长掺杂更利于二硫化钼掺杂的实现;气相生长时通入含有少量氢气的混合气体更利于纯硫化镉的产生,而不利于掺杂;起始物中加入极少量的二氧化锡能够极大地诱导硫化镉样品的生长,有利于掺杂;CVD生长时恒温区保持高温持续50分钟左右可以得到尺寸在微纳尺度的样品,有利于光谱表征。通过微区光谱手段研究这些微纳结构中激子复合发光和驰豫性质,试图深入了解其电子结构和各种光学性质,为下一步光电器件应用开辟道路。针对CdS/MoS的发光光谱实验中观察到,405纳米激光激发下硫化镉(带/片/线)的带边发光波长分裂成两个相距的波峰,其物理机制有待确认。而该样品在532纳米激光激发下在580纳米至750纳米区段存在很多弱小的发光峰,在样品拉曼光谱中发现除硫化镉特征峰之外的344波数和366波数的两个特征峰,可能来自MoS的掺杂。SnO与MoO共同掺杂的硫化镉纳米线或者纳米带,在880纳米有一强的发光峰,很可能来自Sn-Mo复合体系的掺杂。