一、富勒烯作为电子束抗蚀剂在纳米光刻中的应用（论文文献综述）
李世杰[1]（2021）在《稀土元素Sm掺杂单层二硫化钼的制备及其电学性能的研究》文中进行了进一步梳理近年来,稀土元素掺杂的二维（2D）过渡金属硫族化合物（TMDCS）在发光和磁学方面的应用受到了广泛的关注。迄今为止,由于难以在2D-TMDCs中实现有效的单分子层掺杂以及引入具有不同价态和原子构型的稀土元素,所以对稀土元素掺杂后的单分子层TMDCs电学性能的影响还需要进一步研究。在本文中,我们采用了一种独特的生长策略,把稀土元素钐（Sm）成功引入到单层二硫化钼中,实现了稀土元素在单层材料中的稳定生长。研究发现,Sm掺杂增强了单层MoS2的电性能,其中器件开/关电流比提高了5倍,迁移率增加了40%。具体内容如下所示:（1）对原有的常压化学气相沉积（CVD）方法进行改进,基底被倒置放在装有钼（Mo）源的特制圆形凹底坩埚盖上方,利用较窄的生长空间得到了单层稳定的大尺寸Sm掺杂二硫化钼薄膜。并对2D材料生长过程中的实验参数进行了优化,得到了适合单层薄膜掺杂生长的最佳参数。（2）物理表征证实稀土元素Sm通过取代掺杂进入单层二硫化钼中。其中,拉曼光谱和原子力显微镜表明Sm掺杂MoS2的层数为单层,并且Sm:MoS2的光致发光光谱的特征峰发生了蓝移和猝灭。X射线光电子能谱对Sm、O和Mo三种元素进行了价态分析,核心能级向低能级偏移证实了Sm元素作为p型杂质态被引入单层MoS2。通过计算可得掺杂含量为1.1at%。掺杂后的单层二硫化钼衍射图案表明,掺杂并没有改变单层MoS2的晶体结构。（3）通过湿法转移、紫外曝光、电子束曝光和电子束蒸发镀膜等微纳加工的方法成功制备出单层MoS2背栅场效应晶体管和稀土元素Sm掺杂的单层MoS2背栅场效应晶体管。电学性能测量结果表明,Sm元素的掺杂导致基体MoS2的电子能带结构发生了相当大的变化。元素Sm的4f轨道和元素Mo的4d轨道在单层MoS2的价带边缘发生杂化,使费米能级更接近价带形成p型掺杂,导致掺杂后的阈值电压向正栅极电压方向发生偏移。掺杂原子引起的晶格畸变会导致单层MoS2电荷分布不均匀,抑制其n型特性。该研究结果对稀土元素掺杂单层二维层状材料在光电子器件中的应用具有积极的促进作用。
杨目奕[2]（2021）在《基于纳米压印和异常透射现象的柔性透明导电材料的研究》文中认为随着技术的日新月异,电子器件已从硬质平台逐渐向柔性平台过渡,其中的诸多部件都要面临着巨大挑战。在传统器件中大量应用的透明导电材料氧化铟锡（ITO）因为质脆和电阻率过大等原因,难以适应柔性器件的需求。因此寻找一种性能优良的氧化铟锡的替代材料和可靠的加工方案成为目前研究的当务之急。在近期的研究中,已有一批潜在的氧化铟锡替代品涌现出来,如石墨烯、碳纳米管、金属颗粒、金属纳米线等。这些材料均具有一定的柔韧性,并已被证明可以实现一定的透明导电功能。然而,这些材料在实际应用面前仍然要面对很大的困境。这些材料都在不同程度上具有加工难度高,性能不理想,造价高昂等问题。对此,本文在传统纳米压印系统上,创造性地提出了一种柔性衬底上的双面金属转印工艺。该工艺最大的特点是可以同时进行双层图案的加工,大大提高了加工效率。该工艺可以很好地兼容柔性衬底,在后续的研究中有望升级为新型板对卷对板纳米压印系统以适应大规模生产的需求。利用该工艺,本文设计并制造了基于金属网格的柔性透明导电材料,该材料性能优异,在可见光波段的透过率可达94%,且在全光谱上透过率一致,材料无色透明,且具有良好的导电性能,其最小方向的表面电阻率可低至0.680 Ω/sq。利用该材料,本文设计并制造了电容式柔性触摸传感器,和柔性触摸传感阵列,验证了其触摸探测性能。除此之外,本文利用聚苯乙烯微球自组装方法,实现了柔性异常透射薄膜的制造与表征。本文提出并验证了通过增加刻蚀步骤来增强异常透射薄膜的透射效果的方案,测试了其透过率与表面电阻率,并首次尝试表征了在弯折状态下柔性异常透射薄膜的透射行为,帮助进一步了解表面等离激元在柔性衬底上的行为。
郑宇亭[3]（2021）在《金刚石表面状态控制及应用基础研究》文中认为金刚石优异的综合性能使其能够应用于机械、传热、光学和半导体等诸多领域。平整光洁的表面、可控的表面/亚表面缺陷以及表面键态是实现上述应用的前提。然而,金刚石高的硬度和优异的物理化学稳定性导致其表面加工和可再造性差而无法轻易满足各种功能应用需求。因此,金刚石的表面状态控制及以应用为导向的基础研究具有重要意义。本文采用高速三维动态摩擦抛光（3DM-DFP）、氧基等离子体及氢等离子体对金刚石进行表面状态控制研究。作为高效实现金刚石表面控制的方法,多晶及单晶金刚石表面经3DM-DFP的动态摩擦及铁、氧催化氧化最终可使其表面粗糙度可<5 nm甚至1nm。疲劳及能量持续输入导致金刚石形成包括{111}晶面均匀解理层、过渡层和压缩带的近10 μm亚表面损伤。伴随新产生的1425 cm-1,2200cm-1,1750 cm-1和2100 cm-1拉曼特征峰来自于准sp2+sp3无定型结构、碳-空位局部缺陷和sp1相。在太赫兹频率波段下非金刚石相的本征吸收及缺陷散射效应导致了其介电常数的显着降低。等离子体刻蚀则被认为是可以无损伤地实现金刚石表面控制的有效技术。氧基电感耦合等离子（ICP）刻蚀实现金刚石表面调控时,添加辅助气体以及不同的等离子体条件控制对金刚石刻蚀速率及表面状态起决定作用。多晶金刚石黑膜在10%CHF3条件下以4.6 μm/min的刻蚀速率得到了 2.3 nm的表面粗糙度,并对应于最高比例的C-O-C对称键态结构。同时单晶金刚石以0.23μm/min的刻蚀速率实现表面粗糙度<0.5 nm的均匀表面微结构。而针状表面形貌的产生是由于金刚石（111）晶面以及缺陷、孪晶界的优先刻蚀效应。所产生的反式聚合物会在含Cl或H条件下消失,氯化物（sp2 C-Cl）的形成及未出现的氟化物也导致了刻蚀结果的差异。此外,氢等离子体能够有效控制金刚石表面形貌的同时形成的表面C-H键而产生空穴导电。基于氢化后平整金刚石膜的溶液栅极场效应晶体管（SGFET）结构,在不同的溶液中呈现出不同的Ⅰ-Ⅴ响应。表面C-H键在KHP+NaOH+H2SO4混合溶液中随电压升高而发生C-H键反应损伤,电阻从13.57 kΩ增至95.78 kΩ,电流从饱和的1 ×10-4 A/V降至5×10-5 A/V。将该SGFET结构作为电极在无机酸中通过负电势线性扫描后恢复表面C-H键态,电阻从94.33 kΩ降至30.46kΩ,电极电流从6×10-6A升高至1.6×10-5A,并表现出液态环境下更为灵敏的I-V响应,且未产生任何平整度损伤和反应生成物。
张鹏震[4]（2020）在《二硫化钼晶体管边缘接触的制备和静电掺杂仿真研究》文中研究指明在后摩尔时代的今天,半导体工艺制程即将进入3纳米节点,硅基材料和二维材料之争越演越烈。然而,石墨烯（graphene）的本征禁带宽度为零以及黑磷（BP）在空气中的不稳定性,使过渡金属硫化物（TMDCs）成为了研究热点。作为TMDCs的典型代表,二硫化钼（MoS2）因其合适的禁带宽度,表面无悬挂键以及超薄的体厚度等特性,在晶体管,存储器,传感器和光电探测器等领域有着广泛的应用前景。然而,对于二维层状材料MoS2,在传统的顶电极接触方式下,只有最上面一层MoS2材料接触到金属电极,沟道内其余层的MoS2只能通过电压的隧穿传输电流,产生的隧穿电阻致使晶体管总接触电阻成倍增长,严重制约电流从金属电极注入半导体材料。此外,硅基的离子注入和扩散等掺杂工艺也无法直接应用于二维层状材料MoS2 FETs的制备中,这就无法有效实现金属电极和MoS2材料之间的欧姆接触,也不能将N型MoS2 FETs转变为P型MoS2 FETs。为此,本文将研究重点放在了 MoS2 FETs的侧电极边缘接触和静电掺杂。为了得到侧电极边缘接触的背栅MoS2 FETs,本文首先通过机械剥离将MoS2薄膜转移到二氧化硅（SiO2）衬底上,再利用电子束光刻（EBL）和感应耦合等离子体刻蚀（ICP）将图形转移到MoS2薄膜上,最后,通过磁控溅射（Sputter）和原子层沉积（ALD）的方式生长金属电极和高K值的保护层。通过这种方式,本文制备了四组不同厚度的背栅MoS2 FETs,厚度分别为:6 nm、9 nm、11 nm和16 nm。测试结果表明,MoS2FETs饱和漏电流随着层数增加而变大,当Vgs=40V,Vds=4 V时,厚度为16 nm时,可以达到6.3 uA/um。同时,实验结果还表明,MoS2FETs的载流子迁移率随着层数增加先增加后减小,9 nm时达到38 cm2V-1s-1。因为对于层数较少的MoS2FETs,介电屏蔽能力很弱,很容易受到带电杂质的影响,这导致其载流子迁移率低。对于层数较多的MoS2 FETs,层间耦合很强,栅电极对上面几层MoS2控制不足,载流子迁移率也较低。本文还利用矩形传输线模型提取了 21 nm的MoS2 FETs的侧电极接触电阻,电阻大小为8.9 KΩ,明显降低了金属半导体接触电阻。本文还利用Silvaco公司半导体工艺和器件模拟（TCAD）仿真模块Atlas,从MoS2 FETs的掺杂方式、掺杂浓度和掺杂区域的角度进行模拟仿真分析,详细的阐释了 MoS2 FETs沟道掺杂浓度、源漏金属半导体接触区域掺杂,进而引出和详细分析了 MoS2 FETs静电掺杂。MoS2 FETs的电流-电压（I-V）特性和电子电流密度仿真结果表明,源漏金属半导体接触区域存在边缘传导现象,传输长度只有纳米尺寸,并且源漏金属半导体接触区域MoS2薄膜已经耗尽,而静电掺杂可以显着提高载流子浓度和传输长度,大幅提高MoS2 FETs电流驱动能力。
刘鹏[5]（2020）在《基于石墨烯/Ⅲ-Ⅴ族纳米线肖特基结型光电转换器件的研究》文中提出Ⅲ-Ⅴ族半导体纳米线以其准—维结构特征和新颖光电特性成为近年来纳米光电子学领域的研究热点。石墨烯作为—种新兴二维材料,具有高电子迁移率、高导电性、高透光性等优异性能,在高速电子器件和光电探测领域展现出独特优势。将Ⅲ-Ⅴ族纳米线与石墨烯两种低维结构结合起来,有望充分发挥二者的优势,实现更高响应、更快速率的新型纳米光电子器件。本文深入研究了石墨烯/Ⅲ-Ⅴ族纳米线肖特基结光电转换器件的工作原理、制备工艺与光电特性,主要工作和创新点如下:（1）探索了 Ⅲ-Ⅴ族纳米线生长、单层石墨烯转移以及石墨烯/Ⅲ-Ⅴ族纳米线肖特基结的工艺,分别制备出石墨烯/单根InP纳米线、石墨烯/单根InAs纳米线肖特基结,肖特基势垒高度分别为0.49 eV和 0.18eV。（2）制备并测试了石墨烯/InP纳米线肖特基结光探测器。器件为—端欧姆接触、—端肖特基接触,表现出明显的整流特性。在波长532 nm、入射功率密度56.2W/cm2,偏压0.5V下器件响应度为5.2A/W,响应速度为2s/2.5s,比欧姆接触型光探测器快3个数量级,在高速光电探测领域展现出重要应用潜力。（3）制备并测试了石墨烯/InAs纳米线肖特基结光探测器。在肖特基结正偏状态下,器件受InAs纳米线光诱导栅控效应主导而表现出负光导特性,在Ⅳ偏压、0.031 W/cm2光照强度下响应度为1.4103 A/W,响应速度为20ms/25 ms;在肖特基结反偏状态下,器件表现出正光导特性,相同光照强度下响应度为5.62103A/W,响应速度为1s/5 s,在高响应度、高速纳米光探测器中具有重要应用前景。
孙文钊[6]（2020）在《基于甲氨基卤化物钙钛矿的片上集成光器件研究》文中进行了进一步梳理功能性器件的片上集成技术是半导体行业蓬勃发展的基础,历经几十年的开拓,片上集成化成为了半导体器件研究的重中之重。在这其中光学器件是半导体的研究领域中的重要组成部分,光学器件不仅仅需要片上集成化,而且要不断朝向亚波长尺寸和材料体系多元化的方向前进。伴随着硅基材料体系通过纳米制备技术的发展不断突破摩尔定律的同时,其他材料体系的研究也为片上半导体器件提供了补充甚至创造了新的方向。仅仅近在十年前,甲氨基卤化铅钙钛矿从光伏领域出发逐步走入研究者们的视野。钙钛矿材料表现出了非常稳定的自发辐射放大和激光出射的光学性质并且带隙可调,而量子效率甚至能够接近100%,种种优异性质将带来的是光电子器件领域的产业革新。在当前的研究中,针对材料性质进行深入探索的同时也在成熟的半导体器件架构中将钙钛矿材料直接制备成光器件。然而问题在于目前产业中尚未开发出应用于卤化物钙钛矿的制备工艺,在大多数情况下自然合成生长的钙钛矿微米片和纳米线通常具有随机的尺寸大小,无法成为形状可控且激光模式可调的片上集成器件。钙钛矿半导体的更丰富的片上器件应用则受到了阻碍。本论文从解决卤化物钙钛矿的片上集成中面临的重要问题的研究点出发,首次实现了激光腔体可构型,激光性质可重复的卤化物钙钛矿片上激光源。创造了拓扑荷数从-4到+4变化的携带轨道角动量的钙钛矿涡旋片上激光器。将卤化物钙钛矿直接在光波导上集成,并且实现了半径约70 nm的颗粒的实时检测。一系列的钙钛矿片上集成光器件研究极大的促进了钙钛矿激光在片上光互联,生物传感和量子光学领域的应用,拓展了钙钛矿材料的光学器件实际应用。本论文开展以下研究:（1）从甲基氨基卤化铅钙钛矿材料性质出发,在微纳米制备技术的基础上探究甲基氨基卤化铅钙钛矿单晶的片上集成能力。详细分析了多组利用溶液法生长的钙钛矿单晶的激光性质并结合数值仿真计算验证了其各自激光模式。验证了钙钛矿单晶在片上集成光源应用中的可重复性困难,并提出了解决问题方向。利用液晶封装钙钛矿单晶实现了激光出射受温度调控的钙钛矿激光器单元。（2）开发了一种针对钙钛矿单晶的自上而下改良制备,成功制备出了钙钛矿圆盘腔体及图案化器件。其中主要研究内容包括用电子束光刻对钙钛矿微米片进行掩膜图案化,并用感应耦合等离子体进行刻蚀加工,获得高质量的圆盘形钙钛矿单晶腔体。圆盘钙钛矿单晶能够产生高品质因子激光出射,激光品质因子高于自然生长的单晶一个量级以上。与此同时,通过对器件的模式间隔和激光波长的分析,发现此激光器拥有可控性和可重复性。还通过制造变形圆盘腔体实现了独特的单向激光发射特性,解决了钙钛矿半导体器件发展中的重要难题。（3）甲氨基卤化物钙钛矿可以作为片上激光光源应用到光器件中。但是现有的钙钛矿激光普遍是线性偏振的,也就是只具有均匀的波前而缺少携带轨道角动量的结构化激光,这与下一代光通信的高容量需求相悖。本论文通过优化制备工艺制备了钙钛矿薄膜的圆环光栅结构,获得了钙钛矿垂直面发射激光器（VCSEL）。进一步将结构改变成为不同臂数的阿基米德螺旋光栅,片上钙钛矿激光器的波阵面变为螺旋形,为钙钛矿激光器赋予了-4到+4的拓扑荷数。具有高方向性出射和拓扑荷数可控的钙钛矿涡旋片上激光器的研究将极大地发掘了钙钛矿片上激光器在光学网络、生物传感和量子光学中的应用潜力。（4）通过将卤化物钙钛矿纳米片集成到氮化硅Si3N4波导上,实现了钙钛矿波导光的片上光电探测器。其可以用作光学传感器,甚至在极性溶液中也可以探测纳米级物体。这种集成波导钙钛矿光电探测器的性能参数可以与采集表面空间光的探测器一样好,同时兼具检测波导中光信号微小变化的能力。可以通过光电流的实时变化检测到半径为70-80 nm的纳米级物体,更重要的是得益于片上探测器的集成性,整个传感系统仅使用常规的半导体激光光源和标准的光纤耦合系统,设备应用性和便携性都得到了显着提高。研究中的片上集成钙钛矿光学传感器能够在未来的点护理（POC）、生物芯片以及可穿戴设备中发挥重要作用。综上所述,本论文以甲基氨基卤化铅钙钛矿为材料体系,利用微纳米制备技术作为基础并针对性改良,研究了从钙钛矿半导体片上激光光源到片上光电探测器的器件创新。开发出了针对钙钛矿单晶的自上而下器件制备技术,解决了钙钛矿半导体器件发展的重要困难,并在此基础上进一步将携带相位信息的涡旋激光引入钙钛矿片上系统。成功利用钙钛矿材料半定量探测半径约70 nm的聚苯乙烯颗粒。本论文的研究工作进一步促进了片上光互联,生物传感以及量子光学的发展。
郭晨阳[7]（2020）在《利用等离激元调控分子器件中的电子输运》文中提出等离激元和分子电子学是探究纳米尺度物理现象的两个不同领域。等离激元由纳米粒子与光相互作用而诱导产生,并在金属表面形成局部强烈的电磁场。分子电子学则通过电学手段测量分子的性质,以实现分子器件的应用。用等离激元调控分子器件,能突破传统经典光学中的衍射极限实现聚焦,实现对分子结中的电子输运行为的高效调控,提升单分子器件与集成光学器件的兼容性。本论文针对这一课题开展了如下工作:1.设计并搭建了一种多级控制电极间距连续变化的机械可控裂结（MCBJ）装置,用于精密的分子电子传输测量,其衰减因子可达10-10。该装置主要应用相同体积液体截面积越大腔体高度越小的原理,通过较小的力,长距离移动小截面积液压缸中的活塞,推动较大截面积的液压缸活塞短距离移动。通过与大液压缸活塞相连的推杆将推力作用于MCBJ芯片以构成分子结。2.为更好探究光对分子电荷输运的调制,本文采用自制的石墨烯/铜杂化电极,通过化学气相沉积（CVD）法,在环切的铜线上生长双层石墨烯层。相较金属电极更具稳定性和兼容性,可生成更强的局域等离激元（LSP）。通过测试石墨烯的电导发现,在632.8nm激光照射下,裂结间隙产生的LSPRs可使石墨烯的电导值发生展宽。3.选择具有光开关效应的分子（可通过UV/可见光照射变换开环/闭环结构）。本文进一步探究等离激元对分子电导的调控作用。通过电导直方图对比开环闭环两种同分异构体分子的电导,与黑暗环境与照光环境下闭环分子的电导。观测出该分子可通过光控呈现开环、闭环黑暗、闭环照UV光三种电导值。最后本文制作出以金属-绝缘体-金属（MIM）结构电激发等离激元技术,探究表面等离激元（SPP）对分子电荷传输响应的MCBJ芯片,并基于悬浮纳米线分子结（SWMJs）技术将自组装有光开关分子的纳米线电泳至金电极上实现了单向分子光开关。图59幅,表3个,参考文献244篇。
康剑宇[8]（2020）在《基于局域表面等离激元效应的单层MoS2光致发光增强器件与场效应管器件》文中研究指明基于二维材料的光学器件和光电器件具有体积小、灵敏度高、可被制成柔性器件等优势,因此被认为是此类器件未来的发展方向。单层MoS2是一种典型的二维材料,由两层S原子和一层Mo原子组成,厚度约为0.65 nm,为直接带隙半导体,带隙宽度1.8e V,这赋予了单层MoS2很强的光致发光（Photoluminescence,PL）特性,也为单层MoS2在场效应管（Field-effect transistor,FET）器件方面的应用提供了可能。但单层MoS2最多只能吸收可见光波段10%的入射光,这导致其PL强度和光电响应往往达不到实际应用的要求。利用金属纳米颗粒产生局域表面等离激元（Localized Surface Plasmons,LSP）效应是解决这一问题的有效办法。然而传统的在二维材料上制备金属纳米颗粒的方法普遍具有颗粒密度低、间隙宽度大、制备方法复杂等缺点,因此对新的金属纳米颗粒制备方法的探索显得尤为重要。在此背景下,本文提出了一种基于电子束蒸镀（Electron Beam Evaporation,EBE）系统的Ag纳米颗粒的制备方法,并以此为基础分别设计并制造了一种单层MoS2 PL增强器件和FET器件,实现了对单层MoS2 PL特性和FET性能的增强,并对相应的增强机理进行了研究。论文的主要内容如下:（1）设计、制造了一种以Ag纳米颗粒为基础的单层MoS2 PL增强器件,器件的结构为类三明治结构,上下两层Ag纳米颗粒以薄Al2O3介质层和湿法转移上的单层MoS2分隔,其核心是双层Ag纳米颗粒堆叠结构产生密集的LSP效应“热点”,能够极大地增强光与物质的相互作用。单层MoS2 PL增强器件最终实现了203倍的PL增强。表征和分析了单层MoS2 PL增强器件及其衍生对照组器件的微观形貌,测试了所制备器件的PL光谱,对比不同对照组的PL光谱分析了器件各部分的作用;使用时域有限差分法（Finite difference time domain method,FDTD）对结构进行模拟,揭示了双层Ag纳米颗粒能够产生很强PL增强效应的原因;分析了器件中的MoS2拉曼光谱,证明了类三明治结构中,上层Ag纳米颗粒的形貌与转移后MoS2的表面状态有着直接关系,即较多的表面缺陷有利于形成更均匀的上层Ag纳米颗粒从而提升器件性能。（2）设计并制备了一种Ag纳米颗粒修饰的单层MoS2 FET器件,与普通单层MoS2FET器件相比,修饰后的器件在有无光照下的开关比和饱和电流等参数都得到了提高,而在光照条件下其性能提升幅度更大。这种增强效应的机理可归因于:Ag纳米颗粒产生的LSP效应使得光照条件下的单层MoS2内载流子被更多的激发出来。此外,本文还介绍了LSP效应、MoS2、FET器件等领域的基本理论、研究背景和研究进展以及实验过程中使用的仪器及其原理。这些工作对于二维材料理论研究和实际生产中的器件制造都有着十分重要的意义。
袁伟青[9]（2019）在《基于石墨烯纳米网格的太赫兹探测器关键技术研究》文中研究指明太赫兹技术在国防反恐、环境监测、宽带通信、医疗诊断和射电天文等方面具有重大的科研价值和广阔的应用前景。太赫兹技术应用的发展对太赫兹探测探测器提出了更高的要求。太赫兹直接探测技术响应快、系统简单是现代检测仪器的发展趋势,但现有的太赫兹直接探测器存在结构复杂、低温工作、灵敏度低等问题,成为了制约太赫兹技术发展与应用的瓶颈。研究灵敏度高、响应快速、结构简单、集成度高的室温太赫兹直接探测器是太赫兹探测技术领域主要研究方向之一。针对太赫兹直接探测技术存在的问题,本文提出采用石墨烯纳米网格作为光栅提高入射太赫兹波耦合效率,利用石墨烯纳米结构能隙增强等离激元的激发,从而实现太赫兹波高灵敏探测的新方法。基于扩展的休克尔分子轨道理论,研究了石墨烯纳米网格的电子能隙调控机制及其对等离激元的激发增强作用,研究了石墨烯纳米网格等离激元的太赫兹探测机理,建立了基于石墨烯纳米网格的太赫兹探测器模型;研究了基于石墨烯纳米网格的太赫兹探测器加工关键技术,制作出了探测器原理样品;完成了探测器光电性能测试。搭建了太赫兹成像系统,实现了探测器的成像应用演示。论文的主要工作有:（1）调研并分析了太赫兹直接探测器,特别是石墨烯基太赫兹直接探测器的国内外研究现状以及发展趋势,总结出了现有技术存在的问题,确定了论文的研究目标、研究内容。（2）基于扩展休克尔分子轨道模型,利用ATK/VNL模拟计算平台对石墨烯纳米结构的电子结构进行了仿真分析,分析了石墨烯纳米带及纳米网格结构的尺寸及边缘形貌对石墨烯材料电子能隙的影响。提出了利用石墨烯纳米网格激发石墨烯太赫兹等离激元以实现高灵敏度的室温太赫兹探测器设计方案。（3）从麦克斯韦电磁基本理论出发,研究了石墨烯太赫兹等离激元的色散关系;研究了基于石墨烯纳米网格的光栅耦合和等离激元的增强激发机理;研究了石墨烯等离激元的太赫兹探测理论,建立基于石墨烯纳米网格的太赫兹探测器模型。使用时域有限差分的方法分析了器件的结构参数对太赫兹等离激元及探测性能的影响,优化了石墨烯太赫兹探测器的结构参数。（4）使用化学气相沉积法制备了高质量石墨烯材料;研究了石墨烯纳米网格的制备技术,采用电子束曝光工艺,制作了大面积、均匀的石墨烯纳米网格结构;设计了基于石墨烯纳米网格的太赫兹探测器加工工艺流程,研制出了太赫兹探测器原理样品。（5）研究了基于石墨烯纳米网格的太赫兹探测器的测试方法,通过石墨烯纳米网格的电学特性测试验证了石墨烯纳米网格对电子能隙的调控作用。搭建测试系统对探测器进行了测试,测试结果表明:室温下探测器的太赫兹探测灵敏度可达12mA/W。使用双焦成像系统实现了石墨烯纳米网格太赫兹探测器对金属样品的成像演示。
毕开西[10]（2019）在《功能性电子束抗蚀剂的研究及器件应用》文中指出纳米尺度的高分辨功能性结构在微电子器件、等离激元光学、生物传感等领域有着重要的应用。但是如何更加高效地加工出更高精度的功能结构一直都是研究人员所关注的问题。常规的加工手段包括三个步骤:（1）通过高能电子束曝光对抗蚀剂进行微纳结构制备;（2）在样品表面沉积功能材料;（3）通过剥离或者刻蚀工艺将抗蚀剂结构转移到功能性材料上。这种加工方法作为一种成熟稳定的制备工艺可以满足实验室的大部分应用需求。但是该方法在使用过程中同样也存在一些问题:比如需要用到真空镀膜设备、图形转移过程中容易产生图形分辨率的缺失和缺陷的引入、高深宽比结构和亚10 nm结构制备困难等等。为了解决传统功能结构制备工艺中遇到的困难,科研人员提出了利用功能性抗蚀剂直接制备功能结构的方法,即将抗蚀剂经过电子束曝光后直接实现某种功能。功能性电子束抗蚀剂的使用不仅减少了图形转移这一复杂的步骤,而且也避免了上文中提到的很多问题。基于这样的考虑,本文提出了使用环烷酸铜和HAuCl4/PVP复合溶液作为功能性电子束抗蚀剂进行高分辨导电结构和可转移金颗粒阵列的制备。同时,针对一些传统抗蚀剂,比如说HSQ（Hydrogen Silsesquioxane,氢倍半硅氧烷）和PMMA（polymethyl methacrylate,聚甲基丙烯酸甲酯）抗蚀剂,则分别利用其曝光后形成的高分辨介电材料和具有荧光特性的碳结构进行了短沟道器件制备和荧光结构制备。制备得到的这些结构在光学和电学等方面都具有一定的器件应用价值。（1）实验中,器件的导电结构基本都是依靠传统的剥离工艺进行制备的,但是对于一些超精细的导电结构,尤其是亚10 nm的导电结构是很难通过传统工艺进行制备的。本文提出使用环烷酸铜作为功能性电子束抗蚀剂进行超精细导电结构制备的方案。在该制备方案中,首先使用电子束曝光设备直接在环烷酸铜薄膜上曝光得到小至15 nm线宽的精细结构,然后再置于氢气氛围中退火处理,结构的线宽进一步缩小至7 nm左右,这些均匀的结构经分析是石墨烯包覆铜的结构。石墨烯包覆铜的结构不但拥有优良的导电性能,同时也因为表面石墨烯的存在而使得在后期石墨烯器件制备中可以与石墨烯形成欧姆接触。使用低成本的环烷酸铜作为电子束抗蚀剂不仅节约了成本,而且也使得石墨烯器件加工步骤得到简化。后期对石墨烯器件的电学测试也展示了环烷酸铜抗蚀剂在电学器件方面的潜在应用。（2）金纳米颗粒因其在光照下可以产生等离激元共振,所以在金颗粒表面附近的电磁场将产生极大的增强。而具有结晶化的可转移金颗粒阵列的制备可进一步扩大金颗粒结构在等离激元光学方面的应用前景。面对这样的需求,HAuCl4/PVP复合抗蚀剂被用于相关结构的制备。该抗蚀剂借助于电子束曝光和后续的退火工艺,直接得到了结晶的金纳米颗粒阵列。同时由于金在氧化硅衬底上的疏水特性,所以这些金颗粒阵列可以很容易地被转移到其他衬底上进行新的结构组装。比如在本文的工作中,金颗粒被转移到修饰有待测分子的金薄膜上,经过拉曼测试发现,构造的结构因为金颗粒与金薄膜的等离激元耦合作用,导致待测分子的拉曼信号得到了极大的增强,因此该结构适用于超灵敏探测。（3）传感器是人们认知世界的重要工具,传感器的精确制备直接关系到人们对研究对象了解的准确程度。荧光探测器作为一种典型的光学传感器利用荧光材料对生物化学分子进行标定分析。但是传统的荧光分子在纳米尺度对荧光结构的形貌和位置的精确控制比较困难,这无疑对高精度的物质分析产生了巨大的阻碍。本文中PMMA抗蚀剂被用于荧光结构的制备,过量的电子束辐照使得PMMA转化为类石墨烯结构,并且由于氧、氢等原子的存在导致这些结构具有荧光功能。这些碳材料的组织结构对氨水分子非常敏感,与氨水分子接触后结构的荧光强度和峰型都会发生明显的变化。PMMA制备的类石墨烯材料因为其良好的生物兼容性以及高分辨的荧光结构的制备使得该碳材料结构在生物传感领域具有潜在的应用价值。（4）HSQ抗蚀剂作为一种高分辨的负性电子束抗蚀剂,曝光后的结构具有高深宽比、粗糙度低、绝缘等特点。HSQ抗蚀剂首先通过套刻工艺在硫化钼表面曝光得到窄至20 nm的SiOx介电纳米线,然后基于自对准工艺,通过后续的金属薄膜蒸镀工艺直接制备得到了20 nm沟道长度的硫化钼器件。该制备工艺与化学气相沉积法相结合可以在相同的片子上进行多个硫化钼器件的制备,并且该器件制备过程不会涉及到材料转移。所以,特别适合对新型材料进行原位的电学性能探测。
二、富勒烯作为电子束抗蚀剂在纳米光刻中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、富勒烯作为电子束抗蚀剂在纳米光刻中的应用（论文提纲范文）
（1）稀土元素Sm掺杂单层二硫化钼的制备及其电学性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 二维层状材料概述 |
| 1.1.2 二维过渡金属硫族化合物的组成与结构 |
| 1.1.3 二维过渡金属硫族化合物的研究进展 |
| 1.2 单层二硫化钼薄膜制备方法 |
| 1.2.1 机械剥离 |
| 1.2.2 液相剥离 |
| 1.2.3 化学气相沉积 |
| 1.2.4 脉冲激光沉积 |
| 1.2.5 物理气相沉积 |
| 1.3 单层二硫化钼薄膜掺杂制备方法 |
| 1.3.1 自下而上的掺杂方法 |
| 1.3.2 自上而下的掺杂方法 |
| 1.4 单层二硫化钼掺杂薄膜的应用 |
| 1.4.1 电学方面的应用 |
| 1.4.2 光学方面的应用 |
| 1.4.3 磁学方面的应用 |
| 1.5 研究目的和意义 |
| 1.6 研究内容 |
| 第二章 单层薄膜的制备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 实验试剂 |
| 2.4 实验原理 |
| 2.4.1 单层MoS_2生长机理 |
| 2.4.2 单层Sm:MoS_2生长机理 |
| 2.5 单层MoS_2薄膜的制备及调控 |
| 2.5.1 升温速率对MoS_2生长的影响 |
| 2.5.2 气体流速对MoS_2生长的影响 |
| 2.5.3 保温时间对MoS_2生长的影响 |
| 2.5.4 Mo源与S源的距离对MoS_2生长的影响 |
| 2.5.5 通过CVD制备单层MoS_2薄膜的最佳工艺参数 |
| 2.6 稀土元素Sm掺杂单层MoS_2的制备及调控 |
| 2.6.1 生长源的含量对Sm:MoS_2生长的影响 |
| 2.6.2 升温速率对Sm:MoS_2生长的影响 |
| 2.6.3 气体流速对Sm:MoS_2生长的影响 |
| 2.6.4 保温时间对Sm:MoS_2生长的影响 |
| 2.6.5 通过CVD制备Sm:MoS_2薄膜的最佳工艺参数 |
| 本章小结 |
| 第三章 Sm掺杂与未掺杂的单层MoS_2表征分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 拉曼光谱层数表征 |
| 3.3 光致发光光谱表征 |
| 3.4 原子力显微镜表征 |
| 3.5 X射线光电子能谱表征 |
| 3.6 X射线能谱分析表征 |
| 本章小结 |
| 第四章 单层薄膜器件制备和性能对比测试 |
| 4.1 单层场效晶体管的制备 |
| 4.1.1 工艺步骤 |
| 4.1.2 单层薄膜转移 |
| 4.1.3 曝光工艺 |
| 4.1.4 电极镀膜工艺 |
| 4.2 单层MoS_2电学性能测试 |
| 4.2.1 不同栅压下的输出曲线 |
| 4.2.2 不同偏压下的转移曲线 |
| 4.3 单层Sm:MoS_2电学性能测试 |
| 4.3.1 不同栅压下的输出曲线 |
| 4.3.2 不同偏压下的转移曲线 |
| 4.4 掺杂Sm和纯MoS_2电学性能对比分析 |
| 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 本论文的主要创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
（2）基于纳米压印和异常透射现象的柔性透明导电材料的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 柔性透明导电材料简介 |
| 1.2 纳米压印工艺 |
| 1.3 异常透射现象 |
| 1.4 本文研究工作的目标 |
| 第2章 基于双面纳米压印工艺的柔性金属网格材料 |
| 2.1 设计与仿真 |
| 2.1.1 导电材料的设计与研究 |
| 2.1.2 触摸传感器的设计与仿真 |
| 2.2 基于纳米压印的金属双面转印方法 |
| 2.2.1 抗粘处理 |
| 2.2.2 金属网格的制备 |
| 2.2.3 柔性衬底上的金属结构双面转印 |
| 2.2.4 金属网格与外电路的连接 |
| 2.3 表征与测试 |
| 2.3.1 显微镜检测 |
| 2.3.2 透过率测量 |
| 2.3.3 电学测量 |
| 2.3.4 触摸传感性能测试 |
| 第3章 柔性异常透射薄膜的制造与表征 |
| 3.1 微球自组装方法 |
| 3.2 以PS微球为掩模版制备柔性异常透射薄膜 |
| 3.3 柔性异常透射薄膜的表征与测试 |
| 3.3.1 透过率测试 |
| 3.3.2 表面电阻率的测量 |
| 3.3.3 弯折状态下透过率测试 |
| 第4章 工作总结与展望 |
| 4.1 工作总结 |
| 4.2 对后续研究的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（3）金刚石表面状态控制及应用基础研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 金刚石的性能及制备方法 |
| 2.1.1 金刚石的优异性能 |
| 2.1.2 金刚石的制备 |
| 2.1.3 国内外金刚石制备技术的发展 |
| 2.2 金刚石表面的高效机械平整化控制 |
| 2.2.1 金刚石的化学辅助机械抛光 |
| 2.2.2 催化金属辅助摩擦抛光 |
| 2.2.3 高速动态摩擦抛光 |
| 2.3 金刚石的等离子体刻蚀表面状态控制 |
| 2.3.1 金刚石等离子体刻蚀原理 |
| 2.3.2 金刚石刻蚀形貌演变机制 |
| 2.3.3 金刚石的氧基等离子体刻蚀表面控制 |
| 2.3.4 金刚石的氢等离子体刻蚀表面控制 |
| 2.4 金刚石质量损伤及表面键态对其应用性能的影响 |
| 2.4.1 质量损伤及表面键态对电磁波环境下介电特性的影响 |
| 2.4.2 质量损伤及表面键态对表面导电及输运特性的影响 |
| 3 研究内容和实验方法 |
| 3.1 研究内容和思路 |
| 3.1.1 研究内容 |
| 3.1.2 研究思路 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 金刚石膜片的制备方法 |
| 3.2.2 金刚石膜片表征方法 |
| 3.2.3 金刚石的预处理及处理后的表面状态 |
| 4 金刚石高速机械平整化控制过程及表面键态演变机制 |
| 4.1 不同质量金刚石膜片的制备及表征 |
| 4.1.1 金刚石膜片的制备及预处理 |
| 4.1.2 金刚石膜片的基本物相特征 |
| 4.2 金刚石膜片的高速平整化控制系统及过程 |
| 4.3 金刚石高速平整化过程的控制影响因素 |
| 4.3.1 平整化过程外加载荷的影响 |
| 4.3.2 平整化过程持续时间的影响 |
| 4.3.3 平整化过程线性速度的影响 |
| 4.4 金刚石高速平整化过程控制优化 |
| 4.5 基于优化高速平整化过程的金刚石膜片表面状态 |
| 4.6 金刚石高速平整化机制及表面键态演变 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 高速机械平整化金刚石质量损伤精细分析及对应用响应的影响 |
| 5.1 金刚石高速平整化所致亚表面损伤的演化分析 |
| 5.2 金刚石动态抛光质量损伤的拉曼光谱精细分析 |
| 5.3 不同质量多晶金刚石的亚表面损伤分析 |
| 5.4 金刚石质量损伤的太赫兹精细分析及响应 |
| 5.4.1 金刚石膜片损伤控制及质量分析 |
| 5.4.2 金刚石太赫兹超精细质量分析应用测试系统 |
| 5.4.3 金刚石质置差异及损伤对太赫兹波段精细吸收响应的影响 |
| 5.4.4 金刚石质量差异及损伤对太赫兹波段介电响应的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 金刚石氧基等离子体刻蚀表面形貌演变及状态控制 |
| 6.1 金刚石制备及表面等离子刻蚀控制 |
| 6.1.1 金刚石膜片的制备及质量检测 |
| 6.1.2 ICP反应离子刻蚀控制 |
| 6.2 金刚石不同氧基体系ICP反应离子刻蚀速率 |
| 6.3 金刚石不同氧基体系ICP反应离子刻蚀表面形貌控制 |
| 6.3.1 低偏置射频功率不同辅助气体条件下表面形貌及演变 |
| 6.3.2 高偏置射频功率不同辅助气体条件下表面形貌及演变 |
| 6.4 基于优化刻蚀工艺的图形化单晶金刚石表面平整化控制应用 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 金刚石不同氧基体系等离子刻蚀表面反应与键态 |
| 7.1 金刚石不同氧基体系ICP刻蚀的化学反应过程 |
| 7.2 金刚石不同氧基体系ICP反应离子刻蚀的物相及表面键态 |
| 7.2.1 低偏置射频功率不同辅助气体条件下的物相及表面键态 |
| 7.2.2 高偏置射频功率不同辅助气体条件下的物相及表面键态 |
| 7.3 金刚石不同气基体系ICP反应离子刻蚀温度变化 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 金刚石氢基等离子体表面形貌及半导体化控制 |
| 8.1 金刚石的制备及质量表征 |
| 8.2 未半导体化(绝缘)表面键态 |
| 8.3 金刚石氢等离子体表面状态控制及演变 |
| 8.3.1 金刚石氢等离子体刻蚀表面形貌控制 |
| 8.3.2 金刚石表面氢等离子体刻蚀形貌演变机制 |
| 8.3.3 金刚石表面氢等离子体刻蚀表面状态演变 |
| 8.4 金刚石表面氢等离子体半导体化及SGFET结构制备 |
| 8.4.1 金刚石表面氢等离子体半导体化过程控制优化 |
| 8.4.2 基于表面半导体化金刚石膜片结构设计及制备 |
| 8.5 本章小结 |
| 9 金刚石表面碳氢键的应用损伤及无损修复 |
| 9.1 氢终端金刚石液态环境的直流特性响应 |
| 9.2 金刚石表面碳氢键的反应损伤 |
| 9.3 金刚石表面氢终端键无损修复 |
| 9.3.1 金刚石负电势线性扫描及表面碳氢键的修复 |
| 9.3.2 表面键态修复后的金刚石性能 |
| 9.4 金刚石表面化学键反应与修复机制 |
| 9.5 本章小结 |
| 10 结论 |
| 11 创新点 |
| 12 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）二硫化钼晶体管边缘接触的制备和静电掺杂仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 二维材料介绍 |
| 1.2.1 二维材料的发现 |
| 1.2.2 二硫化钼材料特性 |
| 1.3 MOS_2 FETs研究进展 |
| 1.4 MOS_2 FETs侧电极边缘接触研究 |
| 1.4.1 顶电极接触 |
| 1.4.2 侧电极接触 |
| 1.5 MoS_2 FETs静电掺杂研究 |
| 1.5.1 静电掺杂原理 |
| 1.5.2 静电掺杂研究进展 |
| 1.6 Silvaco TCAD仿真软件介绍 |
| 1.7 论文的内容安排 |
| 第2章 实验中所涉及的半导体工艺和仪器介绍 |
| 2.1 光刻图形化 |
| 2.1.1 电子束曝光 |
| 2.1.2 紫外曝光 |
| 2.2 材料刻蚀 |
| 2.2.1 感应耦合等离子体刻蚀 |
| 2.2.2 反应离子刻蚀 |
| 2.3 薄膜沉积 |
| 2.3.1 原子层沉积 |
| 2.3.2 磁控溅射 |
| 2.3.3 电子束蒸发 |
| 2.3.4 等离子体增强化学气相沉积 |
| 2.4 表征测试 |
| 2.4.1 原子力显微镜 |
| 2.4.2 冷场扫描电子显微镜 |
| 2.4.3 接触式探针轮廓仪 |
| 2.4.4 半导体参数分析仪 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 边缘接触MoS_2 FETs的制备和电学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法探讨 |
| 3.3 MOS_2薄膜的制备 |
| 3.3.1 SiO_2衬底标记制作 |
| 3.3.2 MoS_2薄膜的剥离和转移 |
| 3.3.3 MoS_2薄膜的表征 |
| 3.4 边缘接触MoS_2 FETs的制备 |
| 3.5 边缘接触MoS_2 FETs电学特性 |
| 3.6 边缘接触MoS_2 FETs接触电阻提取 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 MoS_2 FETs静电掺杂TCAD仿真 |
| 4.1 MoS_2 FETs紧凑电压-电流模型 |
| 4.1.1 MoS_2 FETs紧凑电压-电流模型 |
| 4.1.2 MoS_2 FETs仿真初始模型验证 |
| 4.2 不同掺杂浓度MoS_2 FETs TCAD仿真 |
| 4.2.1 MoS_2 FETs掺杂浓度仿真器件结构 |
| 4.2.2 不同掺杂浓度MoS_2 FETs仿真结果分析 |
| 4.3 MoS_2 FETs静电掺杂TCAD仿真 |
| 4.3.1 MoS_2 FETs静电掺杂仿真器件结构 |
| 4.3.2 MoS_2 FETs静电掺杂仿真结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）基于石墨烯/Ⅲ-Ⅴ族纳米线肖特基结型光电转换器件的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 纳米线的物理性质 |
| 1.2.1 量子限制效应 |
| 1.2.2 激射性质 |
| 1.2.3 光电导特性 |
| 1.3 石墨烯的物理特性 |
| 1.4 Ⅲ-Ⅴ族纳米线光电器件的研究现状 |
| 1.5 本论文的研究工作 |
| 第二章 纳米线和石墨烯生长技术及器件的制备工艺 |
| 2.1 纳米线的生长方法 |
| 2.2 石墨烯的生长方式 |
| 2.3 纳米线的表征技术 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜 |
| 2.3.2 透射电子显微镜 |
| 2.3.3 聚焦离子束 |
| 2.4 纳米线器件的制备工艺 |
| 2.4.1 光刻工艺 |
| 2.4.2 刻蚀工艺 |
| 2.4.3 沉积工艺 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 InP纳米线/石墨烯肖特基结光电器件研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 InP纳米线的生长过程 |
| 3.3 石墨烯的制备过程 |
| 3.4 InP纳米线/石墨烯肖特基结光电器件的制备过程 |
| 3.5 器件的光电特性测试和分析 |
| 3.5.1 响应度的测试 |
| 3.5.2 肖特基结的分析 |
| 3.5.3 器件响应时间的测试 |
| 3.5.4 结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 InAs纳米线/石墨烯肖特基结光电器件研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 InAs纳米线的生长过程 |
| 4.3 InAs/石墨烯光电器件的制备过程 |
| 4.4 器件的光电特性测试和分析 |
| 4.4.1 正/负偏压下器件的光电特性 |
| 4.4.2 负偏压下的光电特性 |
| 4.4.3 正偏压下的光电特性 |
| 4.5 结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 工作总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
（6）基于甲氨基卤化物钙钛矿的片上集成光器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 钙钛矿片上集成器件的发展概况 |
| 1.2.1 钙钛矿材料性质及其光学应用发展 |
| 1.2.2 钙钛矿片上集成的研究理念 |
| 1.2.3 钙钛矿激光研究现状 |
| 1.2.4 钙钛矿光电探测器研究及应用前景 |
| 1.2.5 涡旋激光在片上集成中的进展 |
| 1.3 现有研究结果的不足 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 甲氨基卤化物钙钛矿的光集成 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 甲基氨基卤化铅钙钛矿及其制备加工 |
| 2.2.1 甲基氨基卤化铅钙钛矿的生长及半导体性质 |
| 2.2.2 甲基氨基卤化铅钙钛矿材料的光学性质 |
| 2.2.3 甲基氨基卤化铅钙钛矿与传统半导体工艺兼容性 |
| 2.3 钙钛矿光电探测器工作机理 |
| 2.3.1 工作机理 |
| 2.3.2 光电探测器的暗电流 |
| 2.3.3 光电探测器性能的关键参数 |
| 2.4 钙钛矿集成涡旋激光源 |
| 2.4.1 光学涡旋的奇点和拓扑荷数 |
| 2.4.2 具有特定轨道角动量的涡旋光 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 钙钛矿微盘激光器的制备和表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 钙钛矿可调集成激光器 |
| 3.2.1 波长可调钙钛矿微盘激光器的设计 |
| 3.2.2 可调钙钛矿激光器性能表征 |
| 3.2.3 可调机理分析及讨论 |
| 3.3 钙钛矿的自上而下的刻蚀制备技术 |
| 3.3.1 刻蚀钙钛矿样品的制备流程 |
| 3.3.2 样品的光学测量表征 |
| 3.4 圆盘钙钛矿激光器的激光性质 |
| 3.4.1 不同尺寸钙钛矿微盘表现的激光性质 |
| 3.4.2 自上而下刻蚀钙钛矿微盘激光器的可重复性 |
| 3.4.3 具有单向出射性的微盘激光器 |
| 3.4.4 制备特殊形状钙钛矿结构 |
| 3.4.5 利用刻蚀钙钛矿结构对光电探测器的探索 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 钙钛矿涡旋片上激光光源 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 涡旋激光的片上钙钛矿器件设计和制备 |
| 4.2.1 钙钛矿涡旋激光器设计 |
| 4.2.2 钙钛矿薄膜的制备及图案化器件加工 |
| 4.2.3 激光性能验证和器件制备工艺 |
| 4.3 钙钛矿涡旋片上激光器 |
| 4.3.1 垂直腔面发射激光 |
| 4.3.2 具有不同拓扑荷数的涡旋片上激光器 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 片上集成钙钛矿光电探测器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 集成钙钛矿光电探测器的设计 |
| 5.3 集成钙钛矿光电探测器的制备及性能参数 |
| 5.3.1 光电探测器的制备 |
| 5.3.2 光电探测器的光电性能参数 |
| 5.4 集成钙钛矿光电探测器的纳米颗粒检测 |
| 5.4.1 钙钛矿光电探测器的微小颗粒探测 |
| 5.4.2 钙钛矿光电探测器的实时探测 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）利用等离激元调控分子器件中的电子输运（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 第一节 分子电子学的研究意义 |
| 第二节 分子电子学简史 |
| 第三节 分子器件的调控 |
| 1.3.1 分子器件的常见调控方法 |
| 1.3.2 等离激元调控分子器件的意义 |
| 1.3.3 等离激元调控分子器件的优势 |
| 第四节 光激发等离激元调制电荷输运机制 |
| 1.4.1 纳米间隙结构中等离子的光激发过程 |
| 1.4.2 光照下分子结的电导调控 |
| 1.4.3 等离激元诱导的化学反应 |
| 第五节 本论文主要工作及结构安排 |
| 第二章 实验装置搭建与表征 |
| 第一节 MCBJ装置介绍 |
| 2.1.1 MCBJ装置工作原理与优势 |
| 2.1.2 MCBJ装置的现有驱动方式 |
| 第二节 多级控制电极间距连续变化的机械可控裂结装置的搭建 |
| 第三节 MCBJ芯片概述 |
| 2.3.1 环切金属线芯片制备方法 |
| 2.3.2 电子束曝光法制作的芯片 |
| 2.3.3 溶液槽的制作 |
| 第四节 装置性能表征 |
| 2.4.1 装置衰减因子的计算 |
| 2.4.2 装置衰减因子的验证 |
| 第三章 光调制电荷传输 |
| 第一节 石墨烯/铜杂化电极的光调制电导增强 |
| 3.1.1 石墨烯/铜杂化电极的优势 |
| 3.1.2 石墨烯电极现有制作方式 |
| 3.1.3 制作石墨烯/铜杂化电极新方案 |
| 3.1.4 石墨烯电极裂结电导测试 |
| 3.1.5 光场对电极电导的调控 |
| 第二节 光可控分子的光响应 |
| 3.2.1 实验装置 |
| 3.2.2 分子的光开关效应 |
| 3.2.3 光对分子电荷传输的影响 |
| 第四章 等离激元调控分子电荷传输器件的制作 |
| 第一节 悬浮纳米线分子结器件 |
| 4.1.1 悬浮纳米线技术的发展和应用 |
| 4.1.2 实验操作步骤 |
| 第二节 电激发等离激元调控分子器件 |
| 第五章 总结与展望 |
| 第一节 论文内容总结 |
| 第二节 等离激元调控分子电荷传输展望 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（8）基于局域表面等离激元效应的单层MoS2光致发光增强器件与场效应管器件（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 MoS_2概述 |
| 1.2.1 MoS_2的结构 |
| 1.2.2 MoS_2的PL特性 |
| 1.2.3 MoS_2的拉曼特性 |
| 1.2.4 MoS_2的FET特性 |
| 1.3 LSP效应概述 |
| 1.3.1 LSP效应理论 |
| 1.3.2 LSP效应增强PL的原理 |
| 1.4 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 实验与测试仪器 |
| 2.1 单层MoS_2PL增强器件的制备与测试仪器 |
| 2.1.1 EBE系统 |
| 2.1.2 快速退火炉 |
| 2.1.3 ALD系统 |
| 2.1.4 显微拉曼光谱仪 |
| 2.2 单层MoS_2 FET器件的制备与测试仪器 |
| 2.2.1 EBL系统 |
| 2.2.2 RIE系统 |
| 2.2.3 四探针系统 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 单层MoS_2光致发光器件的制备与测试 |
| 3.1 单层MoS_2PL增强器件的制备与表征 |
| 3.1.1 研究背景与设计思路 |
| 3.1.2 Ag纳米颗粒的制备与表征 |
| 3.1.3 Al_2O_3介质层的制备与表征 |
| 3.1.4湿法转移单层MoS_2 |
| 3.1.5 二层Ag纳米颗粒的制备与表征 |
| 3.2 单层MoS_2 PL增强器件的PL光谱分析 |
| 3.2.1 快速退火对PL特性的影响 |
| 3.2.2 Ag纳米颗粒堆叠结构对PL特性的影响 |
| 3.2.3 包覆Al_2O_3介质层对PL特性的影响 |
| 3.3 单层MoS_2 PL增强器件的FDTD模拟分析 |
| 3.3.1 单层Ag纳米颗粒的FDTD模拟 |
| 3.3.2 双层堆叠Ag纳米颗粒的FDTD模拟 |
| 3.4 单层MoS_2PL增强器件的拉曼光谱分析 |
| 3.4.1 器件制备过程中MoS_2的拉曼光谱变化 |
| 3.4.2 结合MoS_2的拉曼光谱变化分析Ag纳米颗粒的形貌 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 单层MoS_2 场效应管器件的制备与测试 |
| 4.1 单层MoS_2 FET器件的制备与表征 |
| 4.1.1 Ag纳米颗粒的制备与表征 |
| 4.1.2 电极的制备与表征 |
| 4.2 单层MoS_2 FET器件的性能测试与分析 |
| 4.2.1 无光照条件下Ag纳米颗粒对器件性能的影响 |
| 4.2.2 光照条件下Ag纳米颗粒对器件性能的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）基于石墨烯纳米网格的太赫兹探测器关键技术研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 太赫兹探测技术研究现状 |
| 1.2.1 太赫兹相干探测技术 |
| 1.2.2 太赫兹直接探测技术 |
| 1.3 石墨烯基太赫兹探测技术的研究进展 |
| 1.4 存在的问题 |
| 1.5 本论文研究目标与研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 2 石墨烯纳米网格的电子特性分析 |
| 2.1 石墨烯材料的电子能隙调控方式 |
| 2.2 石墨烯纳米结构的电子性质 |
| 2.2.1 电子能带紧束缚方法理论基础 |
| 2.2.2 扩展的休克尔分子轨道紧束缚方法 |
| 2.3 石墨烯纳米带的电子能带分析 |
| 2.3.1 扶手椅型和锯齿形纳米带能带计算结果与分析 |
| 2.3.2 边缘缺陷对石墨烯纳米带电子结构的影响 |
| 2.4 石墨烯纳米网格的电子能带分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 石墨烯纳米网格等离激元太赫兹探测理论 |
| 3.1 等离激元光电探测基本原理 |
| 3.1.1 等离激元的基本理论 |
| 3.1.2 等离激元太赫兹探测理论模型 |
| 3.2 石墨烯等离激元太赫兹探测理论 |
| 3.2.1 石墨烯等离激元理论 |
| 3.2.2 石墨烯太赫兹表面等离激元的激发 |
| 3.2.3 基于石墨烯等离激元的太赫兹探测 |
| 3.3 石墨烯纳米网格太赫兹探测器仿真分析 |
| 3.3.1 石墨烯纳米网格尺寸对石墨烯太赫兹等离激元的影响 |
| 3.3.2 费米能级对石墨烯太赫兹等离激元的影响 |
| 3.3.3 介质层厚度对石墨烯太赫兹等离激元的影响 |
| 3.3.4 石墨烯太赫兹探测器的结构参数 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 石墨烯纳米网格太赫兹探测器的制备 |
| 4.1 石墨烯薄膜的制备与表征 |
| 4.1.1 单层石墨烯薄膜的制备 |
| 4.1.2 单层石墨烯薄膜的表征 |
| 4.2 石墨烯纳米网格的关键加工技术 |
| 4.2.1 石墨烯电子束光刻加工工艺 |
| 4.2.2 石墨烯纳米网格的加工工艺流程 |
| 4.3 石墨烯太赫兹探测器的制作工艺流程 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 石墨烯纳米网格太赫兹探测器的测试 |
| 5.1 石墨烯纳米网格的电学特性测试 |
| 5.1.1 输出特性 |
| 5.1.2 转移特性 |
| 5.2 太赫兹探测性能测试 |
| 5.3 探测器的成像应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 后续工作 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B.发明专利 |
| C.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（10）功能性电子束抗蚀剂的研究及器件应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高分辨功能性结构的应用需求 |
| 1.2.1 信息工程 |
| 1.2.2 生物传感 |
| 1.2.3 纳米科学 |
| 1.3 高分辨功能性结构的制备方法 |
| 1.3.1 电子束直写系统概述 |
| 1.3.1.1 电子束曝光机简介 |
| 1.3.1.2 电子束抗蚀剂简介 |
| 1.3.2 图形转移工艺简介 |
| 1.3.2.1 加法工艺 |
| 1.3.2.2 减法工艺 |
| 1.4 功能性抗蚀剂简介 |
| 1.4.1 简化工艺 |
| 1.4.2 功能结构 |
| 1.4.3 功能材料 |
| 1.5 本论文的研究动机及主要工作 |
| 第2章 环烷酸铜抗蚀剂制备导电结构 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 材料获取 |
| 2.2.2 结构表征 |
| 2.2.3 器件制备 |
| 2.2.4 电学测试 |
| 2.3 石墨烯包覆铜电极制备概念展示 |
| 2.4 石墨烯包覆铜结构表征 |
| 2.4.1 石墨烯包覆铜结构的分辨率表征 |
| 2.4.2 石墨烯包覆铜结构的化学组成分析 |
| 2.4.3 石墨烯包覆铜结构的电学性质测试 |
| 2.5 石墨烯包覆铜结构在石墨烯器件中应用 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 HAuCl4/PVP抗蚀剂制备金颗粒 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 研究方法 |
| 3.2.1 材料获取 |
| 3.2.2 金纳米结构制备 |
| 3.2.3 SERS衬底制备 |
| 3.2.4 表征测试 |
| 3.2.5 HAuCl_4/PVP蚀剂制备金颗粒阵列的概念及展示 |
| 3.4 HAuCl_4/PVP抗蚀剂制备金颗粒阵列的可控性研究 |
| 3.4.1 金颗粒制备尺寸可控性的研究 |
| 3.4.2 大面积制备的研究 |
| 3.5 金结构在等离激元光学中的应用 |
| 3.5.1 金结构发光特性研究 |
| 3.5.2 SERS测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于PMMA负性抗蚀剂的荧光分子检测 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 研究方法 |
| 4.2.1 PMMA负性抗蚀剂结构的制备 |
| 4.2.2 PMMA负性抗蚀剂结构的表征 |
| 4.2.3 PMMA负性抗蚀荧光特性研究 |
| 4.3 PMMA负性抗蚀剂制备的结构特征及应用 |
| 4.3.1 PMMA负性抗蚀制备概念及展示 |
| 4.3.2 PMMA负性抗蚀微结构制备 |
| 4.3.3 PMMA负性抗蚀成分分析 |
| 4.3.4 PMMA负性抗蚀的荧光性能分析 |
| 4.3.5 PMMA负性抗蚀的荧光分子检测 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于HSQ电子束抗蚀剂的短沟道器件制备 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 研究方法 |
| 5.3 短沟道器件的结构设计 |
| 5.3.1 短沟道器件制备概念展示 |
| 5.3.2 短沟道器件的性能表征 |
| 5.3.3 接触电阻对短沟道器件的影响 |
| 5.3.4 不同沟道长度硫化钼器件的研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 1 本论文的工作总结 |
| 2 未来工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录一 博士期间的研究成果 |
| 博士期间发表的论文 |
四、富勒烯作为电子束抗蚀剂在纳米光刻中的应用（论文参考文献）
- [1]稀土元素Sm掺杂单层二硫化钼的制备及其电学性能的研究[D]. 李世杰. 广西大学, 2021(02)
- [2]基于纳米压印和异常透射现象的柔性透明导电材料的研究[D]. 杨目奕. 中国科学技术大学, 2021(08)
- [3]金刚石表面状态控制及应用基础研究[D]. 郑宇亭. 北京科技大学, 2021
- [4]二硫化钼晶体管边缘接触的制备和静电掺杂仿真研究[D]. 张鹏震. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [5]基于石墨烯/Ⅲ-Ⅴ族纳米线肖特基结型光电转换器件的研究[D]. 刘鹏. 北京邮电大学, 2020(05)
- [6]基于甲氨基卤化物钙钛矿的片上集成光器件研究[D]. 孙文钊. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [7]利用等离激元调控分子器件中的电子输运[D]. 郭晨阳. 南开大学, 2020(03)
- [8]基于局域表面等离激元效应的单层MoS2光致发光增强器件与场效应管器件[D]. 康剑宇. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [9]基于石墨烯纳米网格的太赫兹探测器关键技术研究[D]. 袁伟青. 重庆大学, 2019(01)
- [10]功能性电子束抗蚀剂的研究及器件应用[D]. 毕开西. 湖南大学, 2019(07)