单层MoS 2 光电探测器响应性能的提升研究
发布时间：2024-02-22 01:27
光信号向电信号的转换在与我们日常生活息息相关的多项技术中都是非常重要的一个核心环节。光电探测器作为光信号转化为电信号的关键器件,无论在国防还是日常生活中都有重要的应用,是光通信、视频成像、生物医学成像、夜间成像、安全监控、环境监测以及动作检测等方面不可缺少的一部分。因此高响应度、高响应速度、宽波段光电探测器的研究一直受到科研及技术人员的广泛关注。而且随着现代科技和社会的发展,人们对新型光电探测器又提出了微型化、可集成、可穿戴等方面的要求。传统用于可见及近红外波段的Si基光电探测器以及用于中远红外的窄带隙半导体(如Hg Cd Te)和Ⅱ类超晶格材料(如In As/Ga Sb)光电探测器,光电转化材料均为块体结构,体积庞大且透明度低,有些探测器甚至需要复杂的制冷系统,微型化以及集成难度高,且响应度等性能无法满足需求。而二维光电材料由于其原子级厚度、机械柔韧性、高透明度、表面无化学悬挂键、独特的电子及光学特性、圆晶级生产能力以及与互补性氧化金属半导体器件集成能力,为实现高响应度、宽光谱、可集成的微纳尺度光电探测器提供了行之有效的方案。单层MoS2作为二维材料中的重要成员...
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 本论文研究的目的与意义
1.2 新型光电探测器国内外研究现状
1.2.1 用于光电探测器的光电材料的研究现状
1.2.2 基于二维材料的光电探测器的研究现状
1.2.3 基于单层MoS2光电探测器响应度提升的研究现状
1.2.4 基于单层MoS2光电探测器响应波段提升的研究现状
1.3 基于单层MoS2的光电探测器的研究动态分析
1.4 本论文的主要研究内容
第2章 单层MoS2微纳尺度光电探测器的研究
2.1 单层MoS2微纳尺度光电探测器的设计
2.1.1 二维材料光电探测器的工作机理
2.1.2 单层MoS2微纳尺度光电探测器总体设计
2.1.3 单层MoS2微纳尺度光电探测器结构设计
2.1.4 单层MoS2微纳尺度光电探测器测试系统设计
2.2 单层MoS2微纳尺度光电探测器的制备
2.2.1 单层MoS2的生长及质量表征
2.2.2 单层MoS2的大面积无损转移
2.2.3 单层MoS2微纳尺度光电探测器的制备
2.3 单层MoS2微纳尺度光电探测器的性能表征
2.3.1 单层MoS2微纳尺度光电探测器的基础性能表征
2.3.2 沟道长度对单层MoS2微纳尺度光电探测器的性能影响
2.3.3 外加偏压对单层MoS2微纳尺度光电探测器的性能影响
2.3.4 光信号强度对单层MoS2微纳尺度光电探测器的性能影响
2.4 单层MoS2微纳尺度光电探测器测试结果分析
2.5 小结
第3章 金纳米颗粒光栅等离激元效应增强单层MoS2光电探测器响应度的研究
3.1 金纳米颗粒光栅等离激元效应高响应度单层MoS2光电探测器设计
3.1.1 金纳米颗粒光栅等离激元效应增强光电探测器响应度的物理机制
3.1.2 用于提高单层MoS2光电探测器响应度的金纳米颗粒光栅设计
3.1.3 金纳米颗粒光栅复合单层MoS2光电探测器的结构设计
3.2 金纳米颗粒光栅等离激元效应高响应度单层MoS2光电探测器制备
3.2.1 金纳米颗粒光栅的制备方法
3.2.2 金纳米颗粒光栅的转移方法
3.2.3 等离激元效应高响应度单层MoS2光电探测器的制备
3.3 金纳米颗粒光栅等离激元效应高响应度单层MoS2光电探测器表征
3.3.1 金纳米颗粒光栅对单层MoS2与光相互作用强度的影响
3.3.2 金纳米颗粒光栅对单层MoS2光电探测器性能的影响
3.4 金纳米颗粒光栅等离激元效应高响应度单层MoS2探测器测试结果分析
3.5 小结
第4章 等离激元热电子效应宽波段高响应度单层MoS2光电探测器的研究
4.1 等离激元热电子效应宽波段高响应度单层MoS2光电探测器设计
4.1.1 等离激元热电子激发的物理机制
4.1.2 热电子效应单层MoS2光电探测器光电流的产生机制
4.1.3 热电子效应宽波段高响应度单层MoS2光电探测器的设计
4.2 等离激元热电子效应宽波段高响应度单层MoS2光电探测器理论研究
4.2.1 有限时域差分法分析结构参数对热电子激发及利用效率的影响
4.2.2 基于热电子效应的单层MoS2光电探测器响应波段分析
4.2.3 热电子效应对单层MoS2光电探测器响应度贡献的理论分析
4.3 等离激元热电子效应宽波段高响应度单层MoS2光电探测器的制作与表征
4.3.1 等离激元热电子效应宽波段高响应度单层MoS2光电探测器制作
4.3.2 等离激元热电子效应宽波段高响应度单层MoS2光电探测器测试
4.4 等离激元热电子效应宽波段高响应度单层MoS2光电探测器测试分析
4.5 小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
个人简历
本文编号：3906188
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 本论文研究的目的与意义
1.2 新型光电探测器国内外研究现状
1.2.1 用于光电探测器的光电材料的研究现状
1.2.2 基于二维材料的光电探测器的研究现状
1.2.3 基于单层MoS2光电探测器响应度提升的研究现状
1.2.4 基于单层MoS2光电探测器响应波段提升的研究现状
1.3 基于单层MoS2的光电探测器的研究动态分析
1.4 本论文的主要研究内容
第2章 单层MoS2微纳尺度光电探测器的研究
2.1 单层MoS2微纳尺度光电探测器的设计
2.1.1 二维材料光电探测器的工作机理
2.1.2 单层MoS2微纳尺度光电探测器总体设计
2.1.3 单层MoS2微纳尺度光电探测器结构设计
2.1.4 单层MoS2微纳尺度光电探测器测试系统设计
2.2 单层MoS2微纳尺度光电探测器的制备
2.2.1 单层MoS2的生长及质量表征
2.2.2 单层MoS2的大面积无损转移
2.2.3 单层MoS2微纳尺度光电探测器的制备
2.3 单层MoS2微纳尺度光电探测器的性能表征
2.3.1 单层MoS2微纳尺度光电探测器的基础性能表征
2.3.2 沟道长度对单层MoS2微纳尺度光电探测器的性能影响
2.3.3 外加偏压对单层MoS2微纳尺度光电探测器的性能影响
2.3.4 光信号强度对单层MoS2微纳尺度光电探测器的性能影响
2.4 单层MoS2微纳尺度光电探测器测试结果分析
2.5 小结
第3章 金纳米颗粒光栅等离激元效应增强单层MoS2光电探测器响应度的研究
3.1 金纳米颗粒光栅等离激元效应高响应度单层MoS2光电探测器设计
3.1.1 金纳米颗粒光栅等离激元效应增强光电探测器响应度的物理机制
3.1.2 用于提高单层MoS2光电探测器响应度的金纳米颗粒光栅设计
3.1.3 金纳米颗粒光栅复合单层MoS2光电探测器的结构设计
3.2 金纳米颗粒光栅等离激元效应高响应度单层MoS2光电探测器制备
3.2.1 金纳米颗粒光栅的制备方法
3.2.2 金纳米颗粒光栅的转移方法
3.2.3 等离激元效应高响应度单层MoS2光电探测器的制备
3.3 金纳米颗粒光栅等离激元效应高响应度单层MoS2光电探测器表征
3.3.1 金纳米颗粒光栅对单层MoS2与光相互作用强度的影响
3.3.2 金纳米颗粒光栅对单层MoS2光电探测器性能的影响
3.4 金纳米颗粒光栅等离激元效应高响应度单层MoS2探测器测试结果分析
3.5 小结
第4章 等离激元热电子效应宽波段高响应度单层MoS2光电探测器的研究
4.1 等离激元热电子效应宽波段高响应度单层MoS2光电探测器设计
4.1.1 等离激元热电子激发的物理机制
4.1.2 热电子效应单层MoS2光电探测器光电流的产生机制
4.1.3 热电子效应宽波段高响应度单层MoS2光电探测器的设计
4.2 等离激元热电子效应宽波段高响应度单层MoS2光电探测器理论研究
4.2.1 有限时域差分法分析结构参数对热电子激发及利用效率的影响
4.2.2 基于热电子效应的单层MoS2光电探测器响应波段分析
4.2.3 热电子效应对单层MoS2光电探测器响应度贡献的理论分析
4.3 等离激元热电子效应宽波段高响应度单层MoS2光电探测器的制作与表征
4.3.1 等离激元热电子效应宽波段高响应度单层MoS2光电探测器制作
4.3.2 等离激元热电子效应宽波段高响应度单层MoS2光电探测器测试
4.4 等离激元热电子效应宽波段高响应度单层MoS2光电探测器测试分析
4.5 小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
个人简历
本文编号：3906188
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