3.3.2入射光波长对光电性能的影响..15
3.3.3响应时间的分析和计算..17
结论.....18
致谢.....19
参考文献20
1引言
1.1研究背景
石墨烯拥有超高的载流子迁移率、独特的光学特性和极好的机械性能（杨氏模量高达1TPa[1]），是下一代柔性电子与光电子的候选材料。但由于其零带隙的特点，结构受到高截止电流和低探测度的限制，阻碍了纳米光电领域的应用。作为替代，与石墨烯结构类似的二维过渡金属硫化物（Transitionmetaldichalcogenides，TMDCs），如二硫化钼（MoS2）、二硒化钼（MoSe2）、二硫化钨（WS2）和二硒化钨（WSe2）等，具有从金属到宽间隙半导体的电子性质。由于强烈的表面效应，TMDCs的性能会随着材料的层数发生急剧的变化，带隙从多层变化为单层时，TMDCs将会从间接带隙半导体转化为直接带隙半导体[2-4]。除可调带隙之外，TMDCs还有极高的量子效率[5]（externalquantumefficiency，���），基于TMDCs的光电子器件已经在光电探测器[6-8]和太阳能电池[9-10]中表现出优异的性能。
然而，尽管TMDCs的性能优越，但由于是二维材料，厚度仅为原子级别，难以吸收足够的光[11]，从而阻止了基于TMDCs的光电子器件的集成。考虑到这一点，通过添加吸收率和EQE都非常高的材料（如碳纳米管[12]、硅[13]、罗丹明6G[14]或PbS量子点[15-16]）来改善基于TMDCs的光电子器件。此外，被认为是下一代太阳能电池的有机铅卤化物钙钛矿（MAPbX3，MA=CH3NH3，X是卤素）材料也被用在基于简化的氧化石墨烯（grapheneoxide，rGO）[17]、石墨烯（graphene，Gr）[18]和Gr/WSe2/Gr[19]的光电探测器上，不过，rGO和Gr的高电导率会引起高的暗电流，随后探测度也变低。
因此，需要组合“正确”的半导体传输层（用来抑制暗电流）和极好的光吸收层（比如钙钛矿），来达到性能优良的光电探测器。WS2（导带顶在-3.84eV，价带底在-5.82eV）具有与CH3NH3PbI3钙钛矿的良好的带对准[20]（导带顶在-3.75eV，价带底在-5.35eV）。Ma等人[21]第一次组装了由钙钛矿膜（CH3NH3PbI3膜）和单层WS2异质结组成的光电导体，发现钙钛矿的光致发光（PL）被淬灭（由于界面电荷转移），暗电流被显著抑制，这两个因素导致光电流增强了大约一个数量级。LU等人[22]通过组合WSe2-CH3NH3PbI（3用激光修复其中的空位缺陷），实现比单层WSe2器件多三个数量级的输出电流，响应度和EQE比已报告的单层TMDCs/石墨烯光电晶体管[23-24]高出许多（105~106倍）。LIU[25]等人通过组合WS2-CsPbBr3，发现WS2的光致发光强度增强了12.7倍，EQE从6.35%提高到29.01%。
本实验将组合MoS2薄膜和CsPbBr3钙钛矿，形成异质结，利用CsPbBr3钙钛矿的吸收系数大，EQE高，来弥补由于TMDCs原子级别厚度而导致的低光吸收的限制。
1.2MoS2/CsPbBr3异质结器件
1.2.1MoS2薄膜
MoS2薄膜，由于与石墨烯的结构类似，具备半导体性质，并且具有适用于器件应用的带隙，在纳米电子和光子领域中有很好的应用[3-4]。块状MoS2是带隙为1.29eV的间接带隙半导体，而单层的MoS2是带隙为1.9eV的直接带隙半导体[26]。层状的MoS2迁移率在0.5和3cm2V-1s-1之间，载流子密度为1012cm2。MoS2的迁移率随层数的增加而增加（1层：0.03；2层：0.07；3层：0.17；4层：0.22cm2V-1s-1）[27]。单层MoS2的光致发光光谱显示出以627nm和677nm为中心的两个强发射带[28]。在弹性性能方面，单层MoS2的结构平面内，弹性模量为180±60Nm-1（对应于270±100GPa的有效杨氏模量），而对于双层的MoS2，弹性模量为260±70Nm-1（有效杨氏模量为200±600GPa）[29]。MoS2拥有低的预张力和高弹性，能在复合材料和柔性半导体材料中有所应用。 高性能二维过渡金属硫化物及钙钛矿CsPbBr3纳米晶异质结器件(2):http://www.chuibin.com/cailiao/lunwen_205122.html