【摘 要】
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新型二维碲化锗（GeTe）材料,具有类石墨烯褶皱结构,p型半导体,相关理论计算表明该材料具有优异的电子和光学性能,但受其自身结构限制,GeTe存在空气中稳定性差的问题,值得进一步的研究和探索。本论文首先通过Material Studio模拟计算了O与GeTe的结合过程,对GeTe的化学稳定性进行了分析。结果表明O原子偏向于与2个Ge原子形成更稳定的Ge-O-Ge的结构,对GeTe晶体结构产生破坏,
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新型二维碲化锗（GeTe）材料,具有类石墨烯褶皱结构,p型半导体,相关理论计算表明该材料具有优异的电子和光学性能,但受其自身结构限制,GeTe存在空气中稳定性差的问题,值得进一步的研究和探索。本论文首先通过Material Studio模拟计算了O与GeTe的结合过程,对GeTe的化学稳定性进行了分析。结果表明O原子偏向于与2个Ge原子形成更稳定的Ge-O-Ge的结构,对GeTe晶体结构产生破坏,这是导致二维GeTe在空气中稳定性差的根本原因。然后,本研究采用超声辅助液相剥离方法,分别在氩气和空气中制备了横向尺寸在10μm的Ar-GeTe和O-GeTe纳米片。EDS和XPS测试结果表明在空气中制备的GeTe纳米片含有大量O元素,与计算结果一致。此外,GeTe纳米片展现出优异的光催化性能和循环稳定性,Ar-GeTe的最高光催化产氢速率可达到1.13 mmol?g-1?h-1,比O-GeTe纳米片(0.54 mmol?g-1?h-1)高109%,这是因为O原子的掺杂使得晶体结构内出现Ge空位,导致费米能级和价带位置均发生偏移,使得光催化产氢性能降低,UV-DRS和XPS-VB的测试结果可以验证这一猜想。最后通过微机械剥离法制备了GeTe纳米片,并基于该材料使用钛金（5nm/60 nm）电极制备了场效应晶体管。电学测试结果表明该器件具有6.4cm~2·V-1·s-1的载流子迁移率和670的开关电流比,而且该材料与金属电极间存在明显的肖特基势垒,可将其归因于测试环境中氧气对材料的影响。
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