表面电荷转移掺杂对一维Ⅱ-Ⅵ族半导体的电学性质及拉曼散射的影响

摘要

由于具有优异的光电性能，低维有机/无机半导体纳米材料是构筑高性能纳米器件的理想材料体系，同时其光电器件又是新一代光电技术研究领域的重点研究对象。优化器件表界面结构（半导体/空气、半导体/半导体、半导体/金属），构筑高性能纳米光电器件，揭示了表界面调控在提高器件性能中的重要作用，促进了低维纳米材料在高性能光电器件领域的发展。另外，半导体光学性质的研究也是越来越受到科研工作者的关注，例如对石墨烯、对过渡金属二硫化物（TMDs）的研究等。在近几年内，II-VI族半导体在场效应晶体管（FET）、集成电路、发光二极管（LED）、光电探测器（PDs）、传感器、太阳能电池（Solar Cell）等方面的应用也是越来越广泛，研究的也越来越深入。
　　另外，在目前的研究中，表面电荷转移掺杂作为一种方便有效的掺杂方式越来越受到大家的青睐，在表界面调控低维纳米结构光电性质方面，已有报道提出通过表面电荷转移调控低维纳米结构光电性质的方法，揭示了表面效应对低维半导体纳米结构电输运特性的调控作用。在这里我们率先将表面电荷转移应用于半导体纳米结构光电性质调控，并首次实现了II-VI族硫化镉纳米结构的高浓度p型掺杂和同质p-n结的构筑，为II-VI族半导体纳米结构的光电性质调控开辟了新途径。另外，表面掺杂对石墨烯以及过渡金属二硫化物的拉曼性质的影响已经有很多课题组在做，并且取得了很好的结果，但是表面电荷转移掺杂对II-VI族半导体的研究目前仅限于电学性质。基于此，我们利用表面电荷转移掺杂的方法，进行了以下两个课题的研究，具体如下：
　　一：利用表面电荷转移掺杂的方法，分别使用p型掺杂剂（MoO3纳米点、石墨烯量子点）和n型掺杂剂BV的甲苯溶液掺杂II-VI族半导体CdS纳米带，构筑了FET器件，讨论掺杂剂浓度对器件性能的影响。另外，根据FET的转移特性曲线计算出载流子浓度以及迁移率变化情况。从实验结果中，我们可以总结出，随着掺杂剂浓度的增加，载流子浓度及迁移率呈现规律性变化。在这里，我们利用了一些常见的表征手段，例如 SEM，TEM，AFM等方法清晰的表征了我们所用到的CdS纳米带以及构筑的器件。
　　二：利用表面电荷转移掺杂的方法，分别使用p型和n型掺杂剂掺杂II-VI族半导体CdS纳米带，从而达到对其光学Raman的调控，同时结合第一部分的FET器件，讨论载流子浓度以及迁移率与半导体光学Raman的关系。从实验结果中，我们可以总结出，随着掺杂剂浓度的增加，CdS纳米带的Raman特征峰呈现规律性变化。并且，我们观察到，载流子浓度增加，CdS纳米带的特征2LO峰也在向波数增大的方向移动。

目录

声明

第一章 绪论

1.1表面电荷转移掺杂的概述

1.2表面电荷转移掺杂的电学性质的研究与应用

1.2.1表面电荷转移掺杂对低维半导体器件的电学性质的影响

1.2.2表面电荷转移掺杂的光学性质的研究与应用

参考文献

第二章 表面电荷转移掺杂对硫化镉纳米带的电学性能的调控

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1硫化镉纳米带的合成

2.2.2 CdS纳米带的表征

2.2.3掺杂剂MoO3纳米点溶液、benzyl viologen（BV）的甲苯溶液的配制

2.2.4硫化镉FET器件的制备

2.2.5硫化镉FET器件的测试

2.3结果与讨论

2.3.1 MoO3纳米点的表征

2.3.2 MoO3纳米点修饰CdS纳米带的表征

2.3.3表面电荷转移掺杂MoO3纳米点对CdS纳米带的电学性质研究

2.3.4表面电荷转移掺杂BV的甲苯溶液对CdS纳米带的电学性质研究

2.4本章小结

参考文献

第三章 表面电荷转移掺杂对硫化镉纳米带的光学性能的影响

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1 CdS纳米带的合成

3.2.2硫化镉纳米带Raman器件的制备

3.2.3硫化镉纳米带Raman器件的测试

3.3结果与讨论

3.3.1 CdS纳米带的表征以及器件的表征

3.3.2表面电荷转移掺杂MoO3纳米点修饰CdS纳米带的光学Raman研究

3.3.3表面电荷转移掺杂BV的甲苯溶液对CdS纳米带的光学Raman研究

3.3.4表面电荷转移掺杂石墨烯量子点对CdS纳米带的光学Raman研究

3.4本章小结

参考文献

第四章 总结与展望

攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文

致谢