MoS2/C60薄膜的制备及光电性质研究

作     者：潘志伟 

作者单位：北京工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邓金祥

授予年度：2019年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

主      题：MoS2薄膜 C60薄膜 光学性质 异质结 导电模型 

摘      要：作为二维材料,MoS具有优异的光学、电学以及机械性能,而C是一种优秀的电子传输材料,基于两种材料的优异特性,将MoS与C相结合。采用直流磁控溅射法获得前驱体Mo薄膜,然后采用化学气相沉积法对Mo薄膜进行硫化退火处理得到MoS薄膜,再采用真空蒸镀法在MoS薄膜上沉积C进而形成MoS/C薄膜,并且采用真空蒸镀法制备电极得到MoS场效应管与Au/MoS/C/Al结构的异质结器件,主要进行了以下三个方面的研究:(1)制备了不同溅射功率条件下的前驱体Mo薄膜,通过台阶仪测得Mo薄膜厚度,进而通过厚度与时间的比值得到在14.4 W、9.6 W与4.8 W条件下薄膜沉积速率分别约为0.38?/s、0.24?/s与0.15?/s。制备了不同硫化退火温度、时间以及不同前驱体Mo薄膜条件下的MoS薄膜,利用X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计、拉曼光谱仪、原子力显微镜对薄膜进行表征,结果表明:经过750℃硫化退火的MoS晶型为2H型;MoS薄膜在硫化退火60 min的情况下有良好的结晶性;MoS薄膜的厚度可以通过控制Mo薄膜的厚度来控制。制备了MoS场效应管,经测试MoS场效应管表现出p型场效应管特性。(2)制备了MoS/C薄膜,对薄膜的拉曼光谱及光吸收特性进行了测试和表征。研究结果表明:由于在MoS/C薄膜之间范德华力的存在,相对于生长在Si/SiO衬底上,沉积在MoS上的C薄膜拉曼特征峰发生红移;MoS/C薄膜在可见光范围具有明显的光吸收特性。(3)制备了Au/MoS/C/Al结构的异质结器件,异质结表现出良好的整流特性,整流比为215,理想因子为37.5,通过电子导电模型分析得出电子的传输机制包含热电子发射、空间电荷限制电流传导(SCLC),并且存在遂穿现象。