非層狀二維CdSe的制備及厚度對(duì)帶隙的影響

編號(hào)：FTJS10384

篇名：非層狀二維CdSe的制備及厚度對(duì)帶隙的影響

作者：李婷 張文婷 王紅艷 李秀梅 雷子煊 夏曉鳳

關(guān)鍵詞： 非層狀半導(dǎo)體材料 二維CdSe 化學(xué)氣相沉積 帶隙 第一性原理

機(jī)構(gòu)： 西南交通大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院材料先進(jìn)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

摘要： 二維半導(dǎo)體材料的天然帶隙有望彌補(bǔ)石墨烯的零帶隙缺陷,打破后者在場(chǎng)效應(yīng)晶體管、開關(guān)器件、邏輯電路等領(lǐng)域的應(yīng)用瓶頸. 相較于層狀半導(dǎo)體材料,非層狀半導(dǎo)體材料多以較強(qiáng)的離子鍵/共價(jià)鍵結(jié)合,且各向同性,因此要獲取其二維結(jié)構(gòu)存在一定挑戰(zhàn). 本論文通過化學(xué)氣相沉積法實(shí)現(xiàn)了非層狀CdSe在云母襯底上的二維各向異性生長(zhǎng). 詳細(xì)表征了二維CdSe的微觀形貌、晶體結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性等. 結(jié)果表明,樣品具有顯著的光致發(fā)光 (PL )效應(yīng),說明厚度減薄至納米級(jí)時(shí)不會(huì)破壞CdSe的直接帶隙屬性. 此外,隨著厚度減小,樣品的PL峰逐漸藍(lán)移. 為了進(jìn)一步解釋該現(xiàn)象,采用基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算方法,研究了不同厚度的CdSe的能帶結(jié)構(gòu),結(jié)果顯示均為直接帶隙,且隨厚度減小,帶隙值增大,與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象吻合. 由此可知,通過生長(zhǎng)參數(shù)調(diào)控二維CdSe的厚度,即可實(shí)現(xiàn)對(duì)其帶隙的有效調(diào)控,這對(duì)相關(guān)光電器件的性能提升具有指導(dǎo)意義。