類(lèi)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(lái)，類(lèi)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(zhuān)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(guò)渡金屬硫化物（TMDs）中最具有代表性的材料，類(lèi)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(lèi)石墨烯二硫化鉬材料在光電存儲(chǔ)、發(fā)光二極管、場(chǎng)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(duì)類(lèi)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(lèi)石墨烯二硫化鉬已經(jīng)無(wú)法滿足于現(xiàn)今的需求，因此探究類(lèi)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(lèi)石墨烯二硫化鉬為研究對(duì)象，對(duì)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(lèi)石墨烯二硫化鉬的產(chǎn)率。在制備類(lèi)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(lèi)石

3、墨烯二硫化鉬納米復(fù)合材料在電存儲(chǔ)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(chǔ)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(lèi)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(guò)表征所制備出的類(lèi)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(lèi)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(duì)轉(zhuǎn)移到乙醇溶劑中的類(lèi)石墨烯二硫化鉬納米片進(jìn)行了表征測(cè)試，發(fā)現(xiàn)其不但成功轉(zhuǎn)移，而且也對(duì)類(lèi)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(lèi)石墨烯二硫化鉬納米片，同時(shí)通過(guò)溶劑轉(zhuǎn)移法，可以讓類(lèi)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(lèi)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(duì)材料進(jìn)行了表征。并且使用制備

5、的材料作為存儲(chǔ)器件的活性層，通過(guò)旋涂、蒸鍍的方法，成功制備出了基于類(lèi)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(chǔ)器件。器件表現(xiàn)出良好的存儲(chǔ)特性，其閾值電壓為2.2 V，并且開(kāi)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(zhǎng)，且器件可以進(jìn)行超過(guò)20多次的讀寫(xiě)擦（WERE）循環(huán)。最后通過(guò)擬合不同導(dǎo)電狀態(tài)下的電流曲線，確定了對(duì)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(chǔ)器件的存儲(chǔ)機(jī)理，并進(jìn)行了闡述說(shuō)

6、明。
　　第三，本文通過(guò)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(lèi)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(shuō)明摻入金納米粒子之后，確實(shí)能夠給器件帶來(lái)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(huì)造成發(fā)光激子的淬滅現(xiàn)象的發(fā)生。之后，通過(guò)測(cè)量各個(gè)類(lèi)型器件的啟亮電壓、電