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非层状二维γ-In_(2)Se_(3)的各向异性生长及其光学特性
1
作者
雷子煊
张文婷
+1 位作者
夏晓凤
王红艳
《原子与分子物理学报》
CAS
北大核心
2025年第6期58-65,共8页
非层状二维(2D)γ-In_(2)Se_(3)具有优异的光学和电学性能,在超薄柔性器件和光电探测领域具有广泛的应用前景.然而,相较于层状的类石墨烯材料,非层状材料固有的各向同性化学键,使得其二维各向异性生长面临较大的挑战.本研究构建了一种...
非层状二维(2D)γ-In_(2)Se_(3)具有优异的光学和电学性能,在超薄柔性器件和光电探测领域具有广泛的应用前景.然而,相较于层状的类石墨烯材料,非层状材料固有的各向同性化学键,使得其二维各向异性生长面临较大的挑战.本研究构建了一种新的化学气相沉积(CVD)生长策略,成功制备了高质量的2Dγ-In_(2)Se_(3).首次选用低熔点的铟粉为前驱体,有效降低了生长温度.此外,生长过程去除了CVD法合成二维硒化物时不可避免的危险气体H_(2),这不仅能有效抑制InSe副产物的形成,还降低了实验危险性.通过探究原料用量、生长温度及时间等参数对样品形貌和厚度的影响,获得了最佳生长窗口.详细表征了2Dγ-In_(2)Se_(3)的微观形貌、化学组分、晶体结构和光学特性等.结果表明,样品具有强烈的光致发光(PL)效应,与γ-In_(2)Se_(3)的直接带隙属性相吻合.随着厚度的减小,PL峰会发生蓝移,说明光学带隙随之增大.Raman光谱显示,不同厚度的样品其特征峰也会发生移动,说明厚度会影响2Dγ-In_(2)Se_(3)的分子振动行为.由此可见,通过生长参数调控2Dγ-In_(2)Se_(3)的厚度,可实现对其光学带隙和分子振动行为的调控,这将为相关的理论研究和光电器件应用提供基本的材料平台.
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关键词
非层状材料
二维γ-In_(2)Se_(3)
化学气相沉积
各向异性生长
带隙
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职称材料
非层状二维CdSe的制备及厚度对带隙的影响
2
作者
李婷
张文婷
+3 位作者
王红艳
李秀梅
雷子煊
夏晓凤
《原子与分子物理学报》
北大核心
2024年第5期153-158,共6页
二维半导体材料的天然带隙有望弥补石墨烯的零带隙缺陷,打破后者在场效应晶体管、开关器件、逻辑电路等领域的应用瓶颈. 相较于层状半导体材料,非层状半导体材料多以较强的离子键/共价键结合,且各向同性,因此要获取其二维结构存在一定挑...
二维半导体材料的天然带隙有望弥补石墨烯的零带隙缺陷,打破后者在场效应晶体管、开关器件、逻辑电路等领域的应用瓶颈. 相较于层状半导体材料,非层状半导体材料多以较强的离子键/共价键结合,且各向同性,因此要获取其二维结构存在一定挑战. 本论文通过化学气相沉积法实现了非层状CdSe在云母衬底上的二维各向异性生长. 详细表征了二维CdSe的微观形貌、晶体结构和光学特性等. 结果表明,样品具有显著的光致发光 (PL )效应,说明厚度减薄至纳米级时不会破坏CdSe的直接带隙属性. 此外,随着厚度减小,样品的PL峰逐渐蓝移. 为了进一步解释该现象,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了不同厚度的CdSe的能带结构,结果显示均为直接带隙,且随厚度减小,带隙值增大,与实验现象吻合. 由此可知,通过生长参数调控二维CdSe的厚度,即可实现对其带隙的有效调控,这对相关光电器件的性能提升具有指导意义.
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关键词
非层状半导体材料
二维CdSe
化学气相沉积
带隙
第一性原理
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职称材料
题名
非层状二维γ-In_(2)Se_(3)的各向异性生长及其光学特性
1
作者
雷子煊
张文婷
夏晓凤
王红艳
机构
西南交通大学物理科学与技术学院材料先进技术重点实验室
出处
《原子与分子物理学报》
CAS
北大核心
2025年第6期58-65,共8页
基金
国家自然科学基金青年科学基金(51902272)
四川省科技厅计划项目(2021 YFG0228,2682021 GF007)。
文摘
非层状二维(2D)γ-In_(2)Se_(3)具有优异的光学和电学性能,在超薄柔性器件和光电探测领域具有广泛的应用前景.然而,相较于层状的类石墨烯材料,非层状材料固有的各向同性化学键,使得其二维各向异性生长面临较大的挑战.本研究构建了一种新的化学气相沉积(CVD)生长策略,成功制备了高质量的2Dγ-In_(2)Se_(3).首次选用低熔点的铟粉为前驱体,有效降低了生长温度.此外,生长过程去除了CVD法合成二维硒化物时不可避免的危险气体H_(2),这不仅能有效抑制InSe副产物的形成,还降低了实验危险性.通过探究原料用量、生长温度及时间等参数对样品形貌和厚度的影响,获得了最佳生长窗口.详细表征了2Dγ-In_(2)Se_(3)的微观形貌、化学组分、晶体结构和光学特性等.结果表明,样品具有强烈的光致发光(PL)效应,与γ-In_(2)Se_(3)的直接带隙属性相吻合.随着厚度的减小,PL峰会发生蓝移,说明光学带隙随之增大.Raman光谱显示,不同厚度的样品其特征峰也会发生移动,说明厚度会影响2Dγ-In_(2)Se_(3)的分子振动行为.由此可见,通过生长参数调控2Dγ-In_(2)Se_(3)的厚度,可实现对其光学带隙和分子振动行为的调控,这将为相关的理论研究和光电器件应用提供基本的材料平台.
关键词
非层状材料
二维γ-In_(2)Se_(3)
化学气相沉积
各向异性生长
带隙
Keywords
Non-layered materials
_(2)Dγ-In_(2)Se_(3)
Chemical vapor deposition
Anisotropic growth
Band gap
分类号
O56 [理学—原子与分子物理]
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职称材料
题名
非层状二维CdSe的制备及厚度对带隙的影响
2
作者
李婷
张文婷
王红艳
李秀梅
雷子煊
夏晓凤
机构
西南交通大学物理科学与技术学院材料先进技术重点实验室
出处
《原子与分子物理学报》
北大核心
2024年第5期153-158,共6页
基金
国家自然科学基金青年科学基金项目(51902272)
四川省科技厅计划项目(2021YFG0228,2682021GF007)。
文摘
二维半导体材料的天然带隙有望弥补石墨烯的零带隙缺陷,打破后者在场效应晶体管、开关器件、逻辑电路等领域的应用瓶颈. 相较于层状半导体材料,非层状半导体材料多以较强的离子键/共价键结合,且各向同性,因此要获取其二维结构存在一定挑战. 本论文通过化学气相沉积法实现了非层状CdSe在云母衬底上的二维各向异性生长. 详细表征了二维CdSe的微观形貌、晶体结构和光学特性等. 结果表明,样品具有显著的光致发光 (PL )效应,说明厚度减薄至纳米级时不会破坏CdSe的直接带隙属性. 此外,随着厚度减小,样品的PL峰逐渐蓝移. 为了进一步解释该现象,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了不同厚度的CdSe的能带结构,结果显示均为直接带隙,且随厚度减小,带隙值增大,与实验现象吻合. 由此可知,通过生长参数调控二维CdSe的厚度,即可实现对其带隙的有效调控,这对相关光电器件的性能提升具有指导意义.
关键词
非层状半导体材料
二维CdSe
化学气相沉积
带隙
第一性原理
Keywords
Non-layered semiconductor materials
Two-dimensional CdSe
Chemical vapor deposition
Bandgap
First principles
分类号
O64 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
非层状二维γ-In_(2)Se_(3)的各向异性生长及其光学特性
雷子煊
张文婷
夏晓凤
王红艳
《原子与分子物理学报》
CAS
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
非层状二维CdSe的制备及厚度对带隙的影响
李婷
张文婷
王红艳
李秀梅
雷子煊
夏晓凤
《原子与分子物理学报》
北大核心
2024
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职称材料
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