【摘 要】
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石墨烯的发现引起了研究人员对于范德华层状材料的研究兴趣。半导体过渡金属硫族化合物（TMDC）属于范德华层状材料,因其具有很多优异的电学和光学特性,如高的载流子迁移率、合适的带隙、强的光与物质相互作用以及强的激子相互作用等,在电子学和光电子领域极具应用潜力。光电探测器作为最有前景的光电子器件之一,在光学成像、通信、生物医学等领域都有着广泛的应用。原子级厚度的层状二硫化钨（WS2）,作为典型的TMDC
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石墨烯的发现引起了研究人员对于范德华层状材料的研究兴趣。半导体过渡金属硫族化合物（TMDC）属于范德华层状材料,因其具有很多优异的电学和光学特性,如高的载流子迁移率、合适的带隙、强的光与物质相互作用以及强的激子相互作用等,在电子学和光电子领域极具应用潜力。光电探测器作为最有前景的光电子器件之一,在光学成像、通信、生物医学等领域都有着广泛的应用。原子级厚度的层状二硫化钨（WS2）,作为典型的TMDC材料,具有良好的柔韧性和透明性,为制备高性能柔性光电探测器提供可能。本论文以WS2薄膜为核心材料,利用Au纳米颗粒来提高WS2光电导型探测器的光电探测性能。论文主要内容如下:（1）探究WS2薄膜的合适生长窗口,并通过控制变量法改变温度、流量、基片到三氧化钨（WO3）源的距离以及加热硫粉的时间点,来研究它们对WS2薄膜生长质量的影响。实验结果表明,单温区管式炉生长WS2薄膜的合适窗口为:170℃的硫粉加热温度、950℃的WO3源温度、基片到WO3源的距离为16.5 cm,WO3温度到达700℃加热硫粉,氩气的流量为40 sccm,氢气为4 sccm。（2）制备单层WS2/Au纳米颗粒复合结构光电探测器,并对器件性能进行分析。探究Au纳米颗粒对单层WS2光电探测器性能的影响,基于湿法转移方法将Au颗粒的大面积无损转移至WS2薄膜上,从而制作了单层WS2/Au纳米颗粒复合结构光电探测器。测试表明,Au纳米颗粒能够降低单层WS2探测器的暗态电流,同时可以增大器件的开关比和归一化探测率,但是光电流有一定程度的减小。（3）制备多层WS2/Au纳米颗粒复合结构光电探测器,并对器件性能进行分析。探究Au纳米颗粒对多层WS2光电探测器性能的影响。测试表明,Au纳米颗粒能够降低多层WS2探测器的暗电流,同时可以增大器件的响应度,提高开关比和归一化探测率。（4）利用有限时域差分（FDTD）对Au纳米颗粒和WS2薄膜进行仿真,仿真结果显示Au纳米颗粒的引入,能够与光相互作用形成等离激元,增强WS2薄膜周围的局域电场,进而增大WS2对光的吸收利用,实现增大光电流的作用。
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