研究目的
研究将六方氮化硼(h-BN)作为非对称垂直异质结构中的隧穿势垒,以增强光伏效应并控制电子流动方向。
研究成果
研究表明,六方氮化硼(h-BN)能有效作为非对称垂直异质结构中的隧穿势垒,显著提升光伏效应并实现对电子流方向的控制。这一发现对于基于二维材料的超薄柔性光电器件设计至关重要。
研究不足
该研究主要聚焦于非对称垂直异质结构中的光伏效应,并未深入探究该设计的其他潜在应用或局限性。其制备工艺的可扩展性与可重复性对于工业应用而言可能需要进一步研究。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用全化学气相沉积(CVD)生长的二维材料制备了非对称垂直异质结构石墨烯/h-BN/WS2/石墨烯。设计原理是利用各材料的独特特性:石墨烯因其可调费米能级和导电性,WS2因其光活性特性,h-BN作为绝缘隧穿势垒。
2:样品选择与数据来源:
以CVD生长的石墨烯、h-BN和WS2作为构建???。通过SEM、AFM、拉曼光谱和光致发光光谱对样品进行表征,以确认其质量和特性。
3:实验设备与材料清单:
设备包括用于图案化的电子束光刻系统、用于沉积Cr/Au键合垫的热蒸发器,以及配备二极管泵浦固体激光器的共聚焦显微镜系统用于光响应测量。材料包括用作光刻胶的PMMA、用于蚀刻的APS和KOH,以及CVD生长的各种前驱体。
4:实验步骤与操作流程:
制备过程包括将CVD生长的二维材料转移到硅芯片上、图案化石墨烯电极以及组装垂直异质结构。通过电学和光电测量评估器件性能。
5:数据分析方法:
通过在不同光照条件下测量短路电流分析光伏效应。还研究了h-BN厚度对隧穿势垒和光伏效应的影响。
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