[發明專利]單層MoS2同質結、光探測器及其制備方法、電子元件

在審

• 申請號: 201711075002.7
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN109216483A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 翟俊宜;張珂
• 申請（專利權）人: 北京納米能源與系統研究所
• 主分類號: H01L31/032
• 分類號: H01L31/032;H01L31/103;H01L31/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種單層MoS₂同質結，包含：

n型MoS₂和相鄰的p型摻雜MoS₂，二者構成p-n同質結；

其中，所述p型摻雜MoS₂是由單層MoS₂薄膜經過選區p型離子摻雜得到的。

2.根據權利要求1所述的單層MoS₂同質結，其中，所述選區的摻雜面積為單層MoS₂薄膜面積的30％～70％。

3.根據權利要求1或2所述的單層MoS₂同質結，其中，所述選區的摻雜濃度為：0.01mol/L～10mol/L。

4.根據權利要求1至3任一項所述的單層MoS₂同質結，其中，所述單層MoS₂同質結以柔性材料為基底。

5.根據權利要求1至3任一項所述的單層MoS₂同質結，其中，所述單層MoS₂同質結以硬質材料為基底。

6.一種如權利要求1至5任一項所述的單層MoS₂同質結的制備方法，包括：

在基底上制備單層MoS₂；

在單層MoS₂涂覆PMMA并進行選區刻蝕，使選區的MoS₂暴露于空氣中；以及

對選區的MoS₂進行p型摻雜，得到單層MoS₂同質結。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其中：

當所述基底的材料為柔性材料時，在基底上制備單層MoS₂包括：

采用化學氣相沉積的方法在硬質基底上生長單層MoS₂；或者利用機械剝離塊狀MoS₂單晶的方式將單層MoS₂剝離在硬質基底上；以及

將單層MoS₂從硬質基底轉移至柔性基底上；

當所述基底的材料為硬質材料時，在基底上制備單層MoS₂包括：

采用化學氣相沉積的方法在硬質基底上生長單層MoS₂；或者利用機械剝離塊狀MoS₂單晶的方式將單層MoS₂剝離在硬質基底上。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其中，所述將單層MoS₂從硬質基底轉移至柔性基底上包括：涂覆一層PMMA薄膜于單層MoS₂上；利用腐蝕液刻蝕硬質基底，得到帶有PMMA薄膜的單層MoS₂并轉移至柔性基底上；以及去除PMMA薄膜。

9.根據權利要求6至8任一項所述的制備方法，其中，所述對選區的MoS₂進行p型摻雜包括：利用化學摻雜的方式，將p型摻雜物的溶液旋涂在選區之上，并在惰性氣體氛圍中退火處理；以及去除選區之外殘余的PMMA。

10.根據權利要求6至9任一項所述的制備方法，其中：

所述p型摻雜的材料為如下材料中的一種：AuCl₃，TCNQ，F4-TCNQ；

配置AuCl₃溶液的溶劑選擇如下溶劑中的一種：去離子水，乙醇或硝基甲烷，溶質為：AuCl₃顆粒或粉末。

11.根據權利要求6至10任一項所述的制備方法，其中，選用AuCl₃溶液進行p型摻雜，將其旋涂在選區之上，旋涂的轉速介于1000r/min～4000r/min。