测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法技术

本发明专利技术提供一种测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法，涉及半导体技术领域，包括：由下至上依次放置单层的下层过渡金属硫化物、隔离层及单层的上层过渡金属硫化物以制备异质结；对异质结进行若干次等离子体处理，以向异质结引入缺陷，且第一次处理时间等于0秒；每次对异质结进行等离子体处理后，均对异质结进行检测。通过设置隔离层能够使下层过渡金属硫化物与上层过渡金属硫化物之间产生间距，避免二者之间产生电荷转移影响测试结果的准确性。通过检测不同时间等离子处理后的异质结的能量转移情况，即可得出缺陷对于异质结能量转移的影响。量转移的影响。量转移的影响。

【技术实现步骤摘要】
测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法。

技术介绍

[0002]能量转移是一种从施主到受主的非辐射转移过程，由于其高能量转换效率和强发射特性，在包括太阳能电池、发光二极管和激光器在内的各种光电应用中引起了广泛的研究。
[0003]在纳米级半导体混合结构中，不同材料之间的能量转移通常是它们的光响应的原因。由于过渡金属硫化物(TMDC)具有较强的激子效应，因此通常可将不同的二维TMDC通过范德华力进行耦合构成异质结，用于研究不同材料之间的能量转移。
[0004]然而，由于较低的库仑屏蔽效应和对本征掺杂高度敏感，在生产或操作过程中，TMDC中很容易引入缺陷，从而强烈影响TMDC的电子结构和光学带隙，最终影响材料间的能量转移。了解缺陷对二维TMDC异质结构能量转移动力学的影响对于开发基于TMDC异质结构的光电器件非常重要。
[0005]因此，本专利技术的目的是提供一种测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法。
[0007]本专利技术提供的一种测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法，包括：
[0008]由下至上依次放置单层的下层过渡金属硫化物、隔离层及单层的上层过渡金属硫化物以制备异质结；
[0009]对所述异质结进行若干次等离子体处理，以向所述异质结引入缺陷，且第一次处理时间为0秒；
[0010]每次对所述异质结进行等离子体处理后，均对所述异质结进行检测。
[0011]根据本专利技术提供的一种测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法，所述对所述异质结进行检测，包括：
[0012]通过稳态荧光光谱技术检测所述异质结，以获得相应处理时间的所述异质结的PL谱；和/或，
[0013]通过瞬态荧光寿命成像技术检测所述异质结，以获得相应处理时间的所述异质结的荧光寿命成像图和荧光寿命衰减曲线。
[0014]根据本专利技术提供的一种测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法，在所述获得相应处理时间的所述异质结的荧光寿命衰减曲线之后，还包括：
[0015]拟合所述荧光寿命衰减曲线，以获得激子寿命和平均激子寿命；
[0016]根据所述平均激子寿命计算能量转移速率和能量转移效率。
[0017]根据本专利技术提供的一种测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法，在所述对所述异质结进行若干次等离子体处理之前，还包括：
[0018]通过稳态拉曼光谱特征峰值及特征峰值差分别校验所述下层过渡金属硫化物和所述上层过渡金属硫化物。
[0019]根据本专利技术提供的一种测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法，在所述对所述异质结进行若干次等离子体处理之前，还包括：
[0020]分别检测所述异质结的所述下层过渡金属硫化物、所述上层过渡金属硫化物及所述隔离层的厚度，以确定所述下层过渡金属硫化物、所述上层过渡金属硫化物及所述隔离层的层数。
[0021]根据本专利技术提供的一种测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法，所述隔离层包括若干层氮化硼。
[0022]根据本专利技术提供的一种测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法，所述下层过渡金属硫化物为二硫化钨，所述上层过渡金属硫化物为二硫化钼。
[0023]根据本专利技术提供的一种测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法，所述等离子体处理包括：
[0024]将所述异质结置入氧等离子体腔中进行处理。
[0025]根据本专利技术提供的一种测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法，所述通过瞬态荧光寿命成像技术检测所述异质结包括：
[0026]通过时间相关单光子计数的倒置荧光显微镜检测所述异质结。
[0027]根据本专利技术提供的一种测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法，所述通过稳态荧光光谱技术检测所述异质结包括：
[0028]通过共聚焦拉曼光谱仪检测所述异质结。
[0029]本专利技术提供的测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法，通过设置隔离层能够使下层过渡金属硫化物与上层过渡金属硫化物之间产生间距，避免二者之间产生电荷转移影响测试结果的准确性。通过等离子体处理向异质结中引入缺陷后检测异质结，并通过并对比不同处理时间的异质结的检测结果，即可得出不同密度的缺陷对于异质结能量转移的影响。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1是本专利技术提供的测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法的流程示意图；
[0032]图2是本专利技术提供的二硫化钼/氮化硼/二硫化钨异质结的光学显微镜图；
[0033]图3是本专利技术提供的等离子体处理不同时间的二硫化钼/氮化硼/二硫化钨异质结中二硫化钼的拉曼光谱图；
[0034]图4是本专利技术提供的等离子体处理不同时间的二硫化钼/氮化硼/二硫化钨异质结
稳态PL谱强度图；
[0035]图5是本专利技术提供的等离子体处理不同时间的二硫化钼/氮化硼/二硫化钨异质结的荧光寿命成像图；
[0036]图6是本专利技术提供的等离子体处理不同时间的二硫化钼/氮化硼/二硫化钨异质结中不同区域的时间分辨荧光寿命衰减曲线图；
[0037]图7是本专利技术提供的能量转移速率和能量转移效率随等离子体处理时间变化的曲线图。
具体实施方式
[0038]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]下面结合图1
‑
图7描述本专利技术的测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法。
[0040]具体而言，测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法，包括：
[0041]由下至上依次放置单层的下层过渡金属硫化物、隔离层及单层的上层过渡金属硫化物以制备异质结。
[0042]对异质结进行若干次等离子体处理，以向异质结引入缺陷，且第一次处理时间为0秒。
[0043]每次对异质结进行等离子体处理后，均对异质结进行检测。
[0044]通过设置隔离层能够使下层过渡金属硫化物与上层过渡金属硫化物之间产生间距，避免二者之间产生电荷转移影响测试结果的准确性。通过等离子体处理向异质结中引入缺陷后检测异质结，并通过对比不同处理时间的异质结的检测结果，即可得出不同密度的缺陷对于异质结能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法，其特征在于，包括：由下至上依次放置单层的下层过渡金属硫化物、隔离层及单层的上层过渡金属硫化物以制备异质结；对所述异质结进行若干次等离子体处理，以向所述异质结引入缺陷，且第一次处理时间为0秒；每次对所述异质结进行等离子体处理后，均对所述异质结进行检测。2.根据权利要求1所述的测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法，其特征在于，所述对所述异质结进行检测，包括：通过稳态荧光光谱技术检测所述异质结，以获得相应处理时间的所述异质结的PL谱；和/或，通过瞬态荧光寿命成像技术检测所述异质结，以获得相应处理时间的所述异质结的荧光寿命成像图和荧光寿命衰减曲线。3.根据权利要求2所述的测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法，其特征在于，在所述获得相应处理时间的所述异质结的荧光寿命衰减曲线之后，还包括：拟合所述荧光寿命衰减曲线，以获得激子寿命和平均激子寿命；根据所述平均激子寿命计算能量转移速率和能量转移效率。4.根据权利要求1所述的测试二维材料异质结中缺陷影响能量转移的方法，其特征在于，在所述对所述异质结进行若干次等离子体处理之前，还包括：通过稳态拉曼光谱特征峰值及特征峰值差分别校验所述下层过渡金属硫化物和所述上...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘大猛，王江彩，雒建斌，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：