彭鹏:功能性二维材料的制备、表征和场效应性能调控研究论文

彭鹏:功能性二维材料的制备、表征和场效应性能调控研究论文

本文主要研究内容

作者彭鹏(2019)在《功能性二维材料的制备、表征和场效应性能调控研究》一文中研究指出:石墨烯自被发现以来,以其特殊的结构和优异的物理性质使人们对这种二维结构的材料产生了巨大的兴趣,并进行了广泛而深入的研究。得益于石墨烯研究的繁荣,氧化石墨烯、氮掺杂石墨烯等石墨烯相关的功能性衍生物也逐渐得到广泛的关注。氧化石墨烯和氮掺杂石墨烯是可以通过一系列氧化、掺杂、还原等手段对石墨烯结构和性质进行调控,实现特定的功能应用。与此同时,其他元素的功能性二维材料如氮化硼、过渡金属硫化物和黑磷等也相继走进人们的视野。其中黑磷作为半导体,以其优异的电子和光学性质,如高载流子迁移率和可调制的直接带隙等,成为了二维材料领域的新焦点。本文主要从氧化石墨烯的修饰、掺杂以及黑磷单晶的制备等方面进行了探索。主要研究内容如下:1.采用还原氧化石墨烯(RGO)和十八烷基三氯硅烷(OTS)的垂直异质结构来制作基于RGO的场效应器件。RGO表面的OTS单分子层阻断了大气环境中水分和氧气对RGO中电子的捕获,而二氧化硅衬底上的OTS单分子层隔绝了来自衬底的电荷散射。这种垂直异质结构同时消除来自衬底和空气中的掺杂,最终得到了本征的对称双极性场效应器件。不仅如此,器件的稳定性也得到了显著的提升,双极性场效应能在大气环境下维持将近一周左右。2.通过邻芳香二胺化合物中的氨基和氧化石墨烯中的羰基之间的希夫碱缩合反应,成功制备了吡嗪和吡啶类的氮掺杂石墨烯,并研究了氮的构型和结构中的吸电子基团对氮掺杂石墨烯电学性能的影响。当石墨烯被含有强吸电子基团(三氟甲基基团)的邻芳香二胺化合物掺杂时,场效应晶体管器件表现出空穴传输主导的双极性场效应行为,显示为p型的掺杂。当强吸电子的三氟甲基基团被移除,器件逐渐转变为对称的双极性场效应,甚至表现出一定程度的n型掺杂。在此基础上引入吡啶类型的氮,由于吡啶氮的吸电子及散射作用,器件转变为弱p型掺杂。3.利用五溴化磷作为前驱物,熔融的金锡合金(AuSn)作为催化基底,首次通过常压化学气相沉积(CVD)的方法实现了高质量大面积的单晶黑磷的生长。通过系统降温实验表明,黑磷在金锡合金表面的生长为偏析机制,类似于石墨烯在镍箔上的生长方式。通过电子束溅射原位俄歇电子能谱(AES)的表征也证实了这一点。在熔融金锡合金表面,磷原子偏析生成黑磷的过程中,黑磷的孤对电子会被金属离子捕获。这会阻止黑磷与空气中水氧继续反应,使黑磷的空气稳定性大大提高。

Abstract

dan mo xi zi bei fa xian yi lai ,yi ji te shu de jie gou he you yi de wu li xing zhi shi ren men dui zhe chong er wei jie gou de cai liao chan sheng le ju da de xing qu ,bing jin hang le an fan er shen ru de yan jiu 。de yi yu dan mo xi yan jiu de fan rong ,yang hua dan mo xi 、dan can za dan mo xi deng dan mo xi xiang guan de gong neng xing yan sheng wu ye zhu jian de dao an fan de guan zhu 。yang hua dan mo xi he dan can za dan mo xi shi ke yi tong guo yi ji lie yang hua 、can za 、hai yuan deng shou duan dui dan mo xi jie gou he xing zhi jin hang diao kong ,shi xian te ding de gong neng ying yong 。yu ci tong shi ,ji ta yuan su de gong neng xing er wei cai liao ru dan hua peng 、guo du jin shu liu hua wu he hei lin deng ye xiang ji zou jin ren men de shi ye 。ji zhong hei lin zuo wei ban dao ti ,yi ji you yi de dian zi he guang xue xing zhi ,ru gao zai liu zi qian yi lv he ke diao zhi de zhi jie dai xi deng ,cheng wei le er wei cai liao ling yu de xin jiao dian 。ben wen zhu yao cong yang hua dan mo xi de xiu shi 、can za yi ji hei lin chan jing de zhi bei deng fang mian jin hang le tan suo 。zhu yao yan jiu nei rong ru xia :1.cai yong hai yuan yang hua dan mo xi (RGO)he shi ba wan ji san lv gui wan (OTS)de chui zhi yi zhi jie gou lai zhi zuo ji yu RGOde chang xiao ying qi jian 。RGObiao mian de OTSchan fen zi ceng zu duan le da qi huan jing zhong shui fen he yang qi dui RGOzhong dian zi de bu huo ,er er yang hua gui chen de shang de OTSchan fen zi ceng ge jue le lai zi chen de de dian he san she 。zhe chong chui zhi yi zhi jie gou tong shi xiao chu lai zi chen de he kong qi zhong de can za ,zui zhong de dao le ben zheng de dui chen shuang ji xing chang xiao ying qi jian 。bu jin ru ci ,qi jian de wen ding xing ye de dao le xian zhe de di sheng ,shuang ji xing chang xiao ying neng zai da qi huan jing xia wei chi jiang jin yi zhou zuo you 。2.tong guo lin fang xiang er an hua ge wu zhong de an ji he yang hua dan mo xi zhong de tang ji zhi jian de xi fu jian su ge fan ying ,cheng gong zhi bei le bi qin he bi ding lei de dan can za dan mo xi ,bing yan jiu le dan de gou xing he jie gou zhong de xi dian zi ji tuan dui dan can za dan mo xi dian xue xing neng de ying xiang 。dang dan mo xi bei han you jiang xi dian zi ji tuan (san fu jia ji ji tuan )de lin fang xiang er an hua ge wu can za shi ,chang xiao ying jing ti guan qi jian biao xian chu kong xue chuan shu zhu dao de shuang ji xing chang xiao ying hang wei ,xian shi wei pxing de can za 。dang jiang xi dian zi de san fu jia ji ji tuan bei yi chu ,qi jian zhu jian zhuai bian wei dui chen de shuang ji xing chang xiao ying ,shen zhi biao xian chu yi ding cheng du de nxing can za 。zai ci ji chu shang yin ru bi ding lei xing de dan ,you yu bi ding dan de xi dian zi ji san she zuo yong ,qi jian zhuai bian wei ruo pxing can za 。3.li yong wu xiu hua lin zuo wei qian qu wu ,rong rong de jin xi ge jin (AuSn)zuo wei cui hua ji de ,shou ci tong guo chang ya hua xue qi xiang chen ji (CVD)de fang fa shi xian le gao zhi liang da mian ji de chan jing hei lin de sheng chang 。tong guo ji tong jiang wen shi yan biao ming ,hei lin zai jin xi ge jin biao mian de sheng chang wei pian xi ji zhi ,lei shi yu dan mo xi zai nie bo shang de sheng chang fang shi 。tong guo dian zi shu jian she yuan wei e xie dian zi neng pu (AES)de biao zheng ye zheng shi le zhe yi dian 。zai rong rong jin xi ge jin biao mian ,lin yuan zi pian xi sheng cheng hei lin de guo cheng zhong ,hei lin de gu dui dian zi hui bei jin shu li zi bu huo 。zhe hui zu zhi hei lin yu kong qi zhong shui yang ji xu fan ying ,shi hei lin de kong qi wen ding xing da da di gao 。

论文参考文献

  • [1].基于AFM的石墨烯表面纳米摩擦研究[D]. 曾省忠.东华大学2019
  • [2].石墨烯—碳纳米管三维复合物的甲烷吸附行为机理与机械电子性能研究[D]. 杨宁.桂林电子科技大学2018
  • [3].三维纳米多孔石墨烯基复合材料的可控合成及其超电容性能研究[D]. 秦凯强.天津大学2017
  • [4].Dirac材料-拓扑绝缘体和石墨烯薄膜的电输运性质研究[D]. 王文洁.天津大学2017
  • [5].通过形成三维石墨烯微观网路结构增强聚合物基复合材料导热/导电性能的研究[D]. Fakhr E Alam.中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所)2018
  • [6].石墨烯基复合材料的制备及电化学性能研究[D]. 何东旭.电子科技大学2019
  • [7].基于二维纳米材料生物传感及光电探测技术的研究[D]. 王学军.华东理工大学2018
  • [8].纳米碳基催化剂材料制备及在污染水体处理中应用和机制研究[D]. 刘璐.吉林大学2019
  • [9].石墨烯/聚合物导电纳米复合物的制备及性能研究[D]. 胡呈元.华东理工大学2018
  • [10].半导体氧化物与石墨烯复合材料的表面调控及其室温NO2气体传感性能的研究[D]. 王子莹.吉林大学2019
  • 读者推荐
  • [1].二维半导体材料及其场效应结构光电器件研究[D]. 黄海.中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)2018
  • [2].新型二维过渡金属薄膜材料的制备与研究[D]. 孙浩亮.中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)2019
  • [3].二维过渡金属硫族化合物的制备及铁磁性研究[D]. 夏宝瑞.兰州大学2019
  • [4].二维材料黑磷的制备、稳定性以及其功能研究[D]. 张泰铭.中国科学技术大学2019
  • [5].二维黑磷功能化修饰对光电性质影响的理论研究[D]. 孙翠翠.哈尔滨理工大学2019
  • [6].二维材料的生长机理与功能性设计的第一性原理研究[D]. 曾犟.中国科学技术大学2019
  • [7].二维材料及其器件性质的第一性原理研究[D]. 陈昭.中国科学技术大学2019
  • [8].新型二维材料的结构修饰与电子性质调控[D]. 金翠.山东大学2019
  • [9].二维层状半导体材料的光电器件性能与应用研究[D]. 李梦姣.华东师范大学2019
  • [10].高迁移率共轭聚合物场效应晶体管器件的研究[D]. 赵志远.东北师范大学2017
  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自东北师范大学的彭鹏,发表于刊物东北师范大学2019-07-08论文,是一篇关于氧化石墨烯论文,化学修饰论文,氮掺杂论文,黑磷论文,化学气相沉积法论文,东北师范大学2019-07-08论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自东北师范大学2019-07-08论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

    标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  

    彭鹏:功能性二维材料的制备、表征和场效应性能调控研究论文
    下载Doc文档

    猜你喜欢