二维SnS与SnS2纳米片的制备及其光电性能

作     者：董澳迪 

作者单位：河南师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：闫勇;夏从新

授予年度：2020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）] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

主      题：二维材料的制备 SnS纳米片 SnS2纳米片 各向异性 场效应晶体管 柔性光探测器 

摘      要：二维金属硫族化合物具有新颖的电、光、磁、热特性,在超薄、透明、高集成度的光电子器件领域具有巨大的应用潜力。在二维材料及相关器件的研发中,探索新型的二维材料以及对其性质的探究是非常重要的研究方向,在此基础上开发新型器件将促进二维材料的实际应用。本文系统的研究了二维SnS与SnS的生长工艺参数对材料光电性能的影响,主要研究结果分为以下两大部分:SnS是一种高度各向异性的硫族化合物,在偏振检测方面具有潜在的光学应用。本文我们展示了一种新型的低成本制备方法,可直接在PET基材上制备出SnS纳米薄片,使SnS的宏量制备成为可能。此外,本文获得了基于PET的柔性SnS光电探测器,它具有波长在355 nm至1550 nm范围内的宽光谱响应特性,在355 nm紫外光照射下,光响应度和探测率分别达到了1.28×10 A W和3.02×10Jones。另外,此器件还具有出色的近红外光检测性能,对1550 nm的光进行检测,光响应度可达69 A W。该方法为柔性宽光谱光电器件的未来商业化应用铺平了道路。SnS是一种新型的IV族金属硫化合物,通过对基材、基材位置的优化选择,我们提出了一种在二氧化硅基材上大规模制备具有单晶性的SnS纳米片的合成方法。电输运研究发现SnS具有n型半导体输运现象,其室温电子迁移率约为0.024 cmVs、开/关电流比为3×10;并且SnS在405 nm、450 nm与532 nm波长的辐照下表现优异的响应特性,其中在405 nm波长的辐射光照射下,光响应度R为491 m A W,外量子效率EQE为43%,灵敏度D*为7×10 Jones,具有良好的重复性与稳定性。