【摘 要】
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过渡金属硫族化合物因其类石墨烯且带隙可调的特性,使其在光电子器件制备上拥有着诱人且广阔的前景。为了能将过渡金属硫族化合物广泛的应用在光电器件方面,选择合适的制备工艺及应用走向极为重要。寻找最佳的制备工艺,减小接触电极与过渡金属硫族化合物之间的接触电阻,是研究其光电特性并实现生产与生活应用的前提。本文系统的介绍了利用聚二甲基硅氧烷和机械剥离法相结合的方法制备Bi2O2Se场效应晶体管、WSe2场效应
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过渡金属硫族化合物因其类石墨烯且带隙可调的特性,使其在光电子器件制备上拥有着诱人且广阔的前景。为了能将过渡金属硫族化合物广泛的应用在光电器件方面,选择合适的制备工艺及应用走向极为重要。寻找最佳的制备工艺,减小接触电极与过渡金属硫族化合物之间的接触电阻,是研究其光电特性并实现生产与生活应用的前提。本文系统的介绍了利用聚二甲基硅氧烷和机械剥离法相结合的方法制备Bi2O2Se场效应晶体管、WSe2场效应晶体管和Bi2O2Se/WSe2异质结场效应晶体管的过程。通过改变真空中器件的退火温度,得到了使电极与过渡金属硫族化合物接触电阻最小时最佳退火温度。这降低了金属与半导体之间肖特基势垒的高度,提高了场效应晶体管的迁移率及开关比。主要工作:首先通过化学气相沉积法制备了倾斜生长的Bi2O2Se样品,通过直接按压的方式转移到SiO2/Si衬底上,再通过探针和显微镜辅助转移的方法将预先制备的金属电极转移到半导体Bi2O2Se两侧,通过200℃真空无载气退火1小时,制备出欧姆接触的金属半导体结,制备成了 Bi2O2Se场效应晶体管。以同样的转移方法,制备了机械剥离的过渡金属硫族化物--WSe2场效应晶体管,并通过改变真空退火的温度,找到了 WSe2与金属Pd电极接触电阻最佳时的退火温度。通过降低Pd金属与半导体材料WSe2之间的接触电阻,使WSe2场效应晶体管的开关比、整流比、迁移率都得到了提高。在以上工作的基础上,我们进一步制备了具有双极性开关特性的Bi2O2Se/WSe2异质结场效应晶体管。分析其电子结构,我们认为Bi2O2Se/WSe2异质结属Ⅱ类异质结,其开关状态可以通过栅极或源漏电压调控,且具有105的开关比和40 μS的光响应速度,其光谱响应范围从可见光到近红外。可见Bi2O2Se/WSe2异质结场效应晶体管具有较高的光电性能。本工作对低维材料在光电器件上的应用研究做出了积极的探索和贡献。
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