基于二维半金属_半导体结构的WTe2_MoS2场效应晶体管制备与应用.pdf

目录

中文摘要I

AbstractIII

第一章绪论1

1.1引言1

1.2二维半金属材料的结构和性质2

1.2.1传统半金属2

1.2.2拓扑半金属4

1.3二维异质结5

1.4基于半金属异质结的研究进展6

1.5选题依据及内容8

第二章半金属/半导体场效应晶体管的工作原理及性能参数11

2.1场效应晶体管生物传感器的工作原理11

2.2场效应晶体管生物传感器的响应信号类型14

2.3光电探测器的工作原理15

2.4光电探测器的主要性能参数17

第三章基于非对称肖特基势垒的WTe/MoSFET生物传感器21

22

3.1WTe/MoSFET生物传感器的实验方法21

22

3.1.1化学试剂与材料21

3.1.2非对称肖特基势垒生物传感器的制备过程21

3.1.3传感材料MoS2的功能化和探针DNA的固定化22

3.1.4WTe/MoSFET生物传感器测试和表征23

22

3.2结果与讨论23

3.2.1生物分子对该FET生物传感器的势垒调控机理23

3.2.2器件结构分析与表征25

3.2.3整流比信号变化的理论机制解释28

3.2.4器件生物传感性能测试与分析31

3.3本章小结34

第四章基于非对称肖特基势垒的WTe/MoSFET光电探测器35

22

4.1WTe/MoSFET光电探测器的实验方法35

22

4.1.1肖特基结光电探测器的制备过程35

4.1.2测试及表征36

4.2结果与讨论36

4.2.1半金属肖特基结抑制持续光电导现象的调控机理36

4.2.2器件形貌与结构表征39

4.2.3近理想肖特基异质结的验证39

4.2.4抑制持续光电导效应的性能测试和分析41

4.2.5半金属肖特基结光电性能的测试和分析42

4.3本章小结44

第五章总结45

5.1主要结论45

5.2主要创新点45

参考文献47

攻读硕士期间发表的论文59

攻读硕士期间获得的荣誉奖励61

致谢63

基于二维半金属/半导体结构的WTe/MoS场效应晶体管制备与应用

22

中文摘要

半导体异质结器件具有能带工程、材料多样性、功能多样性、性能优化和器件集成等优

势，这使得它们在当今电子和光电子技术领域拥有广泛的应用前景。但是，基于二维材料的

异质结器件存在严重的费米钉扎问题，这会限制电子在两种材料之间的自由传输，从而影响

器件的性能。在半导体异质结中引入半金属是目前最为简单的解决方法之一。这种方法不仅

可以有效解决费米钉扎效应，还能够精准调节产生的肖特基势垒高度，进而优化器件的电子

输运特性，进一步提升器件的性能。费米钉扎问题的解决不仅改善了器件性能，也为器件的

实际应用带来了新的可能性。然而，在应用过程中，我们发现不对称势垒的存在可能对不