硒化钨薄膜的制备与光电特性研究

朱静怡， 丁 馨， 张晓渝， 马锡英

（苏州科技大学 物理科学与技术学院，江苏 苏州215009）

2004 年，英国曼彻斯特大学的安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛等人用胶带剥离出独立存在的单层碳原子构成石墨烯晶体[1]，引发了石墨烯的研究热潮。 石墨烯具有超高硬度、超快电子迁移率和高透明性等优异特性[2]，在高速、低功耗半导体电子器件和集成电路芯片方面可发挥重要作用，但石墨烯材料的零带隙的特性限制了其在光电器件领域进一步的发展[3]。 过渡金属硫化物MoS2、WS2和MoSe2等（MX2，M 为过渡金属元素，X 为硫族元素）[4]，不仅拥有类似石墨烯的结构与性能，而且其带隙宽度正好介于宽带隙半导体材料与石墨烯材料零带隙之间，弥补了石墨烯因零带隙无法提升开关比的缺陷[3]。 另外，当MX2从体材料变成单层时，其能带结构会由间接带隙转变为直接带隙[5]，使其具有优异的导电性能及良好的光吸收特性，成为光电子器件、光催化、能源等领域的研究热点[6-8]。

WSe2为过渡金属硫化物的重要成员之一，因其独特的光学性质和电学性质有良好的应用前景[4，9-10]。 单层WSe2由一个Se-W-Se 夹层组成[4]。 原子间由共价键结合，并在平面中以六边形结构排列，层与层间由弱的范德瓦耳斯力相结合[9]。 体材料的WSe2禁带宽度约为1.2 eV 的间接带隙材料[11]，当其成为0.7 nm 厚的单层WSe2时，带隙变为较宽的直接带隙（1.64 eV）[12]。 因此，单层WSe2优异的光电特性[13]及柔性透明等物理性质使其不仅适用于制作微电子器件，也在制作光电子器件及传感、催化、柔性器件等方面有广泛应用前景[14-15]。……