单层二硫化钼的化学修饰及其光谱性质调控

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1、硕士学位论文单层二硫化钼的化学修饰及其光谱性质调控CHEMICALMODIFICATIONANDSPECTRALPERFORMANCEREGULATIONOFMONOLAYERMOLYBDENUMDISULFIDE曹胜勇哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：O433.4学校代码：10213国际图书分类号：535密级：公开理学硕士学位论文单层二硫化钼的化学修饰及其光谱性质调控硕士研究生：曹胜勇导师：高波教授申请学位：理学硕士学科：物理学所在单位：物理系答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O433.4U.D.C:535Dissertat

2、ionfortheMasterDegreeinScienceCHEMICALMODIFICATIONANDSPECTRALPERFORMANCEREGULATIONOFMONOLAYERMOLYBDENUMDISULFIDECandidate：ShengyongCaoSupervisor：Prof.BoGaoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpeciality：PhysicsAffiliation：DepartmentofPhysicsDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution

3、：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学理学硕士学位论文摘要近年来，二维材料由于其出色的光电学性能逐渐成为了研究的热点领域。从层状石墨烯的出现开始，人们又发现了众多性能迥异的二维材料，这其中，过渡金属硫族化合物是其中的一个大类。二硫化钼由于其结构的特殊性，随着层状结构的层数减少会由间接带隙变为直接带隙，这使得这种材料在光电学器件上有很大的研究空间。本文致力于进一步探究二硫化钼的光学性质同时在此基础上使用化学修饰的方法来调控二硫化钼的光学性能。在此，本文使用了多种不同的化学修饰方法，包括使用前驱体在生长中的掺杂，氢气退火条件下的脱硫反应，金属铁的直接反应和铁

4、盐的掺杂，以及在二硫化钼表面光激发过氧化苯甲酰的反应。首先使用化学气相沉积方法制备尺寸在20-100μm的单层二硫化钼，在反应的温度等基本条件的基础上进行生长基底、钼发生源以及苝四甲酸二钾等盐类的促进作用等生长方面的研究。并对整个过程进行分析，同时对生长得到的单层二硫化钼进行扫描电镜，原子力显微镜的直接表征，并主要研究单层二硫化钼的拉曼、荧光光谱的变化规律。得到使用苝四甲酸二钾等盐类作为生长前驱体会对二硫化钼光谱性能产生影响的结论，通过对光谱数据进行分析，证实二硫化钼拉曼特征峰A1g和E2g峰的位置和半高宽的变化是由于电子n型掺杂造成的。解释氢气脱硫反应在有掺杂和无掺杂样品中产生区别的

5、原因，同时得到并分析铁以及铁盐修饰后二硫化钼的光谱结果。最后使用光激发过氧化苯甲酰的方法在单层二硫化钼表面进行图案化反应，得到二硫化钼对过氧化苯甲酰的光分解反应有促进作用的结论，并使用微区扫描的方法得到图案化的拉曼光谱图和荧光光谱图。关键词：二硫化钼；化学气相沉积；化学修饰；拉曼光谱；过氧化苯甲酰-I-哈尔滨工业大学理学硕士学位论文AbstractInrecentyears,two-dimensionalmaterialshavegraduallybecomeahotresearchareabecauseoftheirexcellentoptoelectronicproperties.

6、Sincetheappearanceoflayeredgraphene,manytwo-dimensionalmaterialswithdifferentpropertieshavebeenfound.Amongthem,transitionmetalsulfurcompoundsareoneofthemostimportantmaterials.Duetothespecialstructureofmolybdenumdisulfide,thenumberoflayersinlayeredstructurewillchangefromindirectbandgaptodirectban

7、dgap,whichmakesthismaterialhavegreatresearchspaceinphotovoltaicdevices.Inthispaper,theopticalpropertiesofmolybdenumdisulfideareinvestigatedandtheopticalpropertiesofmolybdenumdisulfideareregulatedbychemicalmodification.Inthis