自石墨烯發現以來,二維層狀材料無論在基礎研究還是技術應用方面,都因其電學、光學、力學等物理性能的獨特性而受到重視。層數控制對二維層狀材料的性能有著決定性的影響,比如石墨烯和二硫化鉬等存在隨厚度變化的電子特性。另外,二維層狀材料由于層間范德華力相互作用,因此可以通過插層的方式集成高度不同的二維層狀材料從而使其具有大范圍調節的電子和光學性能。然而目前報道的減薄工藝仍存在不均勻、破壞性大、不可控等問題,插層工藝也面臨著效率低、耗材大、重復性差等挑戰。鑒于此,本文基于實驗室的非平行板式電容耦合等離子體系統開發了兩種先進的等離子體工藝。首先,研究了以離子轟擊效應和以化學反應為刻蝕原理的等離子體減薄工藝,對石墨烯和二硫化錸(ReS₂)分別實現了可控減薄。其次,開發了溫和氧氣等離子體插層工藝,對二維過渡金屬硫族化合物(2D-TMDCs)實現了插層,構筑了二維原子晶體分子超晶格并分析了插層的物理機制。論文的主要研究內容和成果歸納如下:1.開發了以離子轟擊效應和以化學反應為刻蝕原理的等離子體減薄工藝,對石墨烯和ReS₂分別實現了逐層刻蝕。研究表明,石墨烯由于碳...

【文章頁數】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1常見二維層狀材料的結構示意圖[14]

江南大學碩士學位論文21.2二維層狀材料單層的二維層狀材料通常由單個原子或多個原子厚的共價鍵晶格所組成。這些納米薄片由于不存在懸掛鍵，因此表現出非凡的物理和化學特性，與受到表面懸掛鍵和陷阱態困擾的傳統納米結構形成了鮮明的對比。二維層狀材料家族體系龐大，種類繁多，研究發現可達數千種....

圖1-2石墨烯的能帶結構圖[8]

??闋床牧系慕峁故疽饌糩14]1.2.1石墨烯性質與研究現狀石墨烯是碳原子通過化學鍵連接呈六邊形蜂窩狀晶格的單原子層，是所有其他維度石墨材料的基本構件。它可以包裹形成零維富勒烯，卷曲形成一維納米卷，也可以堆疊形成厚厚的石墨[18]。碳原子之間以sp2雜化構成的面內σ鍵使石墨烯具有....

圖1-3高性能、柔韌石墨烯薄膜晶體管[20]

至可達到250000cm2V-1s-1，超過了硅材料的100多倍；導熱性能最佳，無缺陷單層石墨烯具有5300W/mK的導熱系數；具有優良的光學性質，石墨烯單層基本呈透明狀態，吸光度為2.3%，每增加一層透光度減少2.3%；具有極強的穩定性等等。石墨烯作為未來最有前景的先進材料之一....

圖1-4TMDCs單元晶胞的不同金屬配位和堆疊次序[23]

江南大學碩士學位論文4如此薄的厚度使得TMDCs薄膜透明度很高，加以優異的機械強度和楊氏模量表現的力學性質，使其在新型柔性可穿戴電子產品領域有著巨大的發展潛力。圖1-4TMDCs單元晶胞的不同金屬配位和堆疊次序[23]Ⅵ族TMDCs材料（如Mo、W）是TMDCs中最有代表性的材料....

本文編號：3996201