類石墨烯二硫化鉬納米復(fù)合材料的制備及其光電器件研究.pdf

1、近年來，類石墨烯二硫化鉬納米材料隨著石墨烯材料的研究熱潮的興起，也迅速引起了物理、化學(xué)、電子、材料等眾多領(lǐng)域的專家學(xué)者們廣泛地關(guān)注，一時(shí)間成為二維層狀材料的典型代表。作為二維過渡金屬硫化物（TMDs）中最具有代表性的材料，類石墨烯二硫化鉬擁有著獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)和理、化性質(zhì)，并擁有可調(diào)控的能帶隙，使得其在彌補(bǔ)了石墨烯的零帶隙缺點(diǎn)的同時(shí)，卻仍然能具備石墨烯的很多優(yōu)點(diǎn)，因此，類石墨烯二硫化鉬材料在光電存儲、發(fā)光二極管、場效應(yīng)管以及傳感器等光電器

2、件的領(lǐng)域中，均擁有廣闊的應(yīng)用前景。然而，這也對類石墨烯二硫化鉬納米材料的制備、應(yīng)用領(lǐng)域提出了更高的要求，使得單一功能的類石墨烯二硫化鉬已經(jīng)無法滿足于現(xiàn)今的需求，因此探究類石墨烯二硫化鉬的納米復(fù)合材料的制備及其在光電器件領(lǐng)域的應(yīng)用尤為重要。
　　在此基礎(chǔ)上，本文以類石墨烯二硫化鉬為研究對象，對其液相制備方法進(jìn)行了一些可控性制備，意在提高單層或者薄層類石墨烯二硫化鉬的產(chǎn)率。在制備類石墨烯二硫化鉬的納米復(fù)合材料的基礎(chǔ)之上，著重研究了類石

3、墨烯二硫化鉬納米復(fù)合材料在電存儲及有機(jī)發(fā)光二極管等光電器件上的應(yīng)用，并優(yōu)化和提高相應(yīng)的光電存儲器件、發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)和器件的光電性能。本論文主要包括以下三個(gè)方面：
　　第一，本文主要采取了兩種不同的方法去制備類石墨烯二硫化鉬納米片，即是直接液相超聲法以及鋰離子插層法。通過表征所制備出的類石墨烯二硫化鉬納米片的結(jié)構(gòu)與形貌、尺寸、吸光強(qiáng)度等情況驗(yàn)證剝離方法的有效性。同時(shí)也探究了成功將類石墨烯二硫化鉬納米片從一種溶劑轉(zhuǎn)移到另一種溶劑的有效

4、的方法，并且也對轉(zhuǎn)移到乙醇溶劑中的類石墨烯二硫化鉬納米片進(jìn)行了表征測試，發(fā)現(xiàn)其不但成功轉(zhuǎn)移，而且也對類石墨烯二硫化鉬納米片進(jìn)行了進(jìn)一步的純化，使得納米片趨于均勻。最后成功制備出出薄層甚至是單層的類石墨烯二硫化鉬納米片，同時(shí)通過溶劑轉(zhuǎn)移法，可以讓類石墨烯二硫化鉬納米片具有更好的穩(wěn)定性以及與其他溶液反應(yīng)的適應(yīng)性。
　　第二，本文研究了在不同的溶劑狀態(tài)下，類石墨烯二硫化鉬與富勒烯材料的液相復(fù)合的可行性，同時(shí)對材料進(jìn)行了表征。并且使用制備

5、的材料作為存儲器件的活性層，通過旋涂、蒸鍍的方法，成功制備出了基于類石墨烯二硫化鉬-富勒烯納米復(fù)合材料的Flash非易失性電存儲器件。器件表現(xiàn)出良好的存儲特性，其閾值電壓為2.2 V，并且開關(guān)比約為104，其ON態(tài)與OFF態(tài)的持續(xù)時(shí)間達(dá)到了104秒之長，且器件可以進(jìn)行超過20多次的讀寫擦（WERE）循環(huán)。最后通過擬合不同導(dǎo)電狀態(tài)下的電流曲線，確定了對應(yīng)的導(dǎo)電傳輸模型，并且根據(jù)器件表面活性層的表征，確立了存儲器件的存儲機(jī)理，并進(jìn)行了闡述說

6、明。
　　第三，本文通過先旋涂再蒸鍍的方式，制備了基于摻雜金納米粒子不同含量的類石墨烯二硫化鉬溶液作為空穴傳輸層的發(fā)光器件。并發(fā)現(xiàn)擁有金納米粒子的器件，能夠表現(xiàn)出更好的亮度和流明效率，說明摻入金納米粒子之后，確實(shí)能夠給器件帶來發(fā)光效率方面的改善。但同時(shí)，隨著金納米粒子含量的增大，其器件性能則出現(xiàn)衰減、陡降的現(xiàn)象，究其原因應(yīng)是隨著金納米粒子的摻雜濃度的增加，其還會造成發(fā)光激子的淬滅現(xiàn)象的發(fā)生。之后，通過測量各個(gè)類型器件的啟亮電壓、電