高质量二硫化钼薄层的制备与其薄膜晶体管特性研究

发布时间：2023-03-12 19:06

　　二维材料是具有原子级厚度的新型材料,由于维度的限制使其展现出独特的光学、电学及机械性能。继石墨烯之后,具有类似结构的过渡金属二硫族化合物(Transition Metal Dichalcogenides,TMDs)受到了人们的普遍关注。TMDs材料具有良好的柔韧性以及金属、半导体、绝缘体等多种导电特性,在电子、光电及传感器件等领域具有广阔的应用前景。二硫化钼(Mo S₂)是TMDs家族中的重要成员,它的单层禁带宽度约为1.8e V,是一种理想的半导体材料,因此其在薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)的应用中具有巨大的发展潜力,成为了学术界的关注热点。目前,高质量Mo S₂薄层的制备、Mo S₂-TFT器件的半导体与界面特性是该领域亟待研究的问题。本论文围绕着上述内容,在以下几个方面开展了研究工作:1.高质量Mo S₂薄层材料的制备工艺经典机械剥离方法所制备的Mo S₂薄层普遍存在材料面积小、产率低的缺点,不利于Mo S₂-TFT器...

【文章页数】：131 页

【学位级别】：博士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题来源与研究意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题的研究意义与目的
    1.2 二维材料概述
        1.2.1 二维材料的定义、分类与结构
        1.2.2 二维材料的典型特性
    1.3 TMDs材料及其主要应用方向
        1.3.1 TMDs结构及其各类电学特性
        1.3.2 TMDs主要应用及国内外研究现状
    1.4 TMDs-TFT器件待深入研究的问题
        1.4.1 漏源电极接触特性
        1.4.2 场效应晶体管中修饰层与钝化层的作用
    1.5 本论文章节结构安排
第二章 TMDs-TFT器件制备方法及性能表征
    2.1 TFT基本原理与器件结构
    2.2 TMDs-TFT有源层材料的制备
        2.2.1 自上而下的二维材料制备工艺
        2.2.2 自下而上的二维材料制备工艺
    2.3 TMDs-TFT的材料与器件表征方法
        2.3.1 TMDs材料的表征方法
        2.3.2 TMDs-TFT器件电学性能表征
    2.4 本章小结
第三章 高质量MoS₂薄层材料制备工艺研究
    3.1 基于溶剂法的MoS₂薄层制备工艺
        3.1.1 溶剂法制备工艺流程
        3.1.2 溶剂法处理后制备的MoS₂样品表征
        3.1.3 溶剂法制备工艺的研究结论
    3.2 基于热处理的MoS₂薄层制备工艺
        3.2.1 热处理制备工艺流程
        3.2.2 工艺的理想实施条件与样品表征
        3.2.3 高质量MoS₂薄层制备的机理分析
        3.2.4 热处理制备工艺的研究结论
    3.3 本章小结
第四章 MoS₂-TFT构建及其半导体特性研究
    4.1 基于不同漏源电极的MoS₂-TFT器件构建
    4.2 MoS₂-TFT电学性能表征
    4.3 金属与MoS₂界面处的费米能级钉扎现象分析
    4.4 MoS₂ 表面硫空位缺陷对MoS₂-TFT稳定性的影响
        4.4.1 基于Ag漏源电极的MoS₂-TFT稳定性测试
        4.4.2 稳定性测试结果与硫空位缺陷的影响机制分析
    4.5 本章小结
第五章 界面修饰对TFT器件性能的影响
    5.1 基于p-6P与 OTS界面修饰的双极型TFT器件
        5.1.1 基于p-6P与 OTS界面修饰的Ti OPc-TFT器件制备
        5.1.2 Ti OPc-TFT的双极特性与稳定性分析
    5.2 基于OTS界面修饰的MoS₂-TFT器件
        5.2.1 基于OTS界面修饰的MoS₂-TFT制备
        5.2.2 OTS界面修饰对器件电学性能的影响及其内在机理
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 研究展望
参考文献
作者在攻读博士学位期间公开发表的论文
作者在攻读博士学位期间所作的项目
致谢



本文编号：3761783