稀土元素銪掺杂硫化钼薄膜的光电特性研究开题报告

1. 研究目的与意义

背景：硫化钼，俗称辉钼，化学稳定性和热稳定性较好，一般与金属表面不发生反应。属于六方晶系，呈s-mo-s的层状结构，层间极弱的s-s键极易滑动，使其具有润滑作用。这使二硫化钼广泛用于汽车工业和机械工业中的润滑剂。通常用于合金钢或润滑油添加剂中的成分。纳米二硫化钼二维材料在制造微型晶体管、发光二极管（leds）、太阳能电池等方面有很大潜力。单层辉钼制备的间带通道场效应晶体管，在稳定状态下耗能比传统硅晶体管小10万倍。k. f.mak等人发现由于量子限阈效应，单层mos₂从块体剥离时由块体的间接带隙(1.2ev) 转变为直接带隙(1.8ev) ，使其可用于制造场效应晶体管、开关晶体管和放大器。

稀土元素因部分填充的4f和5d电子组态而具有丰富的能级、窄发光谱带﹑高转换效率等特性，被广泛应用于发光材料、激光晶体以及太阳能转换介质等领域。另外，稀土元素还具有独特的长寿命激发态，已成为zno和gan等宽带隙半导体掺杂体系研究的新热点之一。雷天民等利用la、ce、nd掺杂对单层二硫化钼电子结构进行了分析，发现稀土掺杂可以使单层硫化钼中的电子分布发生变化。在诸多稀土发光材料中，稀土元素铕因在可见光和近红外波段有较高的发光效率和能量转换效率而备受关注。

目的：采用化学气相沉积方法，以硫化钼和硝酸铕为原料，在si衬底上制备硫化钼超薄膜并进行铕掺杂，制备铕掺杂的硫化钼超薄膜，并探究銪掺杂硫化钼薄膜中电子的输运特性。

2. 研究内容和预期目标

研究内容

通过查阅文献资料，全面地了解硫化钼薄膜的制备方法和掺杂特性。本文将采用硝酸铕和硫化钼粉末做原料，利用化学气相沉积法制备掺杂铕的硫化钼薄膜。并利用原子力显微镜(afm)、x射线衍射仪(xrd)、霍尔效应仪、分光光度计、荧光光谱仪、光电流计对铕掺杂的硫化钼薄膜的表面形貌﹑晶体结构﹑光吸收﹑光发射以及mos₂/si异质结的光电流进行测量。通过对薄膜的测试，数据收集完备。最后分析数据，撰写论文。

预期目标

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

(1)、使用化学气相沉积法（cvd）制备薄膜。

(2)、利用原子力显微镜（afm）、x-射线衍射（xrd）研究稀土元素掺杂对硫化钼薄膜的结构和表面形貌的影响。

4. 参考文献

[1] s.bertolazzi, j. brivio, a. kis, stretching and breaking of ultrathin mos2, nano,2011, 5(12): 9703-9709.

[2] b. k.prasad, s. rathod, m.s. yadav, and o.p. modi，sliding wear behavior of cast iron:influence of mos2 and graphite addition to the oil lubricant, j. mater. eng.and performance, 2011, 20: 445-455.

[3] a.splendiani, et al. emerging photoluminescence in monolayer mos2. nano lett.2010, 10: 1271-1275.

5. 计划与进度安排

1. 2022年2月20日-2013年 3月5日：下达毕业论文任务书，指导教师向学生讲授论题的状况和要求等；

2. 2022年3月1日-3月12日：学生完成开题报告，指导教师修改和审定学生论文开题报告；

3. 2022年3月13日-5月21日：学生按开题报告展开毕业论文实验，测试样品,分析数据，撰写论文；