碲化锗场效应晶体管的制备及电学性能

采用微机械剥离法得到横向尺寸为10μm的碲化锗(GeTe)纳米片.通过电子束曝光和真空溅射镀膜的方法,以钛金合金为接触电极,制备基于二维碲化锗(2D-GeTe)纳米材料的场效应晶体管(FET),并测定了其电学性能.结果表明,剥离所得GeTe纳米材料具有良好的结晶性,光学带隙为1.98 eV,属于p型半导体;该场效应晶体管展现出了6.4 cm^2·V^‒1·s^‒1的载流子迁移率和670的开关电流比的良好电学性能.

单层GeTe在锂/钠/钾离子电池中潜在应用的第一性原理研究

开发具有快速充放电速率和有利于金属离子存储的负极材料对可充电金属离子电池来说意义重大.本文利用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,探讨了具有独特锯齿状皱褶层结构的单层碲化锗(GeTe)作为锂/钠/钾离子(Li^(+)/Na^(+)/K^(+))电池负极材料的应用前景.计算结果表明,单层GeTe有利于Li^(+)/Na^(+)/K^(+)的稳定吸附(-0.636,-0.794和-1.260 eV),并通过差分电荷密度及分波态密度图证明了两者之间的强相互作用.Li^(+)/Na^(+)/K^(+)在单层GeTe上的低扩散势垒(1.103,0.344和0.483 eV)以及通过分子动力学模拟计算出的扩散系数(3.65×10^(-12),2.385×10^(-10)和9.43×10^(-12)cm^(2)/s)表明,其在充放电过程中具有优异的扩散能力和快速的充放电速率.合理的开路电压(0.39,0.64和0.25 V)和高于商业石墨负极材料的理论比容量(535.4,669.2和1070.72 mA·h/g)预示单层GeTe可作为一种有前景的锂/钠/钾离子电池负极材料,同时可为其它类似皱褶层六方结构在能量转换和存储器件中的合理设计提供参考.

低温共沉淀法合成GeTe微晶

以Ge O2和Te O2为原料,通过低温共沉淀法制备出了结晶性良好、形貌均匀的Ge Te微晶。讨论了Na BH4:(Ge O2+Te O2)摩尔比、Ge O2:Te O2摩尔比和热处理温度等对Ge Te合成的影响。运用X射线衍射、差示扫描量热分析、扫描电镜和能谱分析等手段,对Ge Te微晶的结构、形貌、组成以及其形成机理进行了分析。研究表明,在Na BH4:(Ge O2+Te O2)摩尔比为7:1、Ge O2:Te O2摩尔比为2:1时可获得Ge:Te化学计量比为1:1的前驱体,该前驱体经350℃热处理30min后可得到Ge Te微晶。