[發(fā)明專(zhuān)利]石墨烯/六方氮化硼/石墨烯紫外光探測(cè)器及制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810004657.3
• 申請(qǐng)日: 2018-01-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108231945A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉恒;張興旺;尹志崗;孟軍華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H01L31/102
• 分類(lèi)號(hào): H01L31/102;H01L31/0256;H01L31/18
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 湯寶平

一種石墨烯/六方氮化硼/石墨烯紫外光探測(cè)器，包括：一襯底；一絕緣層，其制作在襯底上，起到絕緣的作用；一第一石墨烯層，其制作在絕緣層上的中間部位，該第一石墨烯層為條狀；一六方氮化硼層，其制作在第一石墨烯層上的一側(cè)，并覆蓋部分絕緣層；一第二石墨烯層，其制作在六方氮化硼層上，并覆蓋部分絕緣層；一第一電極，其制作在絕緣層上，并與第一石墨烯層的一端接觸；一第二電極，其制作在絕緣層上，并與第二石墨烯層的一端接觸。本發(fā)明可保證器件具有高的響應(yīng)速度及響應(yīng)度，同時(shí)采用縱向器件結(jié)構(gòu)，提高器件的集成度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于二維材料應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種石墨烯/六方氮化硼/石墨烯紫外光探測(cè)器及制備方法。

背景技術(shù)

隨著石墨烯的發(fā)現(xiàn)，二維材料受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注，成為當(dāng)前材料領(lǐng)域最受關(guān)注的熱點(diǎn)之一。與體材料相比，二維材料具有極高的比表面積和優(yōu)異的電學(xué)、光學(xué)特性，在高速電子器件、發(fā)光二極管、光探測(cè)器、太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。六方氮化硼，石墨烯的同構(gòu)體，具有高的帶邊吸收系數(shù)、寬的能帶間隙(5.9eV)、高的熱導(dǎo)率等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是一種優(yōu)異的深紫外光探測(cè)材料。最近，Sajjad等人報(bào)道了基于六方氮化硼納米片的光電導(dǎo)型深紫外探測(cè)器，表現(xiàn)出了優(yōu)異的光譜選擇特性。然而，與某些高性能深紫外光探測(cè)器相比，該六方氮化硼紫外光探測(cè)器的響應(yīng)速度較慢，響應(yīng)度較低，還難以滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。六方氮化硼深紫外光探測(cè)器在性能上的不足可以歸因于六方氮化硼弱的載流子分離與輸運(yùn)能力。研究表明，構(gòu)建異質(zhì)結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)二維材料內(nèi)光生載流子的快速分離。石墨烯作為一種擁有高的載流子遷移率的材料，被認(rèn)為是一種優(yōu)異的載流子輸運(yùn)材料。此外，石墨烯與六方氮化硼為同構(gòu)體，晶格失配度僅為1.8％，有利于石墨烯/六方氮化硼/石墨烯三明治結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，彌補(bǔ)六方氮化硼性能的不足，提升氮化硼紫外光探測(cè)器的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種石墨烯/六方氮化硼/石墨烯紫外光探測(cè)器及制備方法，其可保證器件具有高的響應(yīng)速度及響應(yīng)度，同時(shí)采用縱向器件結(jié)構(gòu)，提高器件的集成度。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供一種石墨烯/六方氮化硼/石墨烯紫外光探測(cè)器，包括：

一襯底；

一絕緣層，其制作在襯底上，起到絕緣的作用；

一第一石墨烯層，其制作在絕緣層上的中間部位，該第一石墨烯層為條狀；

一六方氮化硼層，其制作在第一石墨烯層上的一側(cè)，并覆蓋部分絕緣層；

一第二石墨烯層，其制作在六方氮化硼層上，并覆蓋部分絕緣層；

一第一電極，其制作在絕緣層上，并與第一石墨烯層的一端接觸；

一第二電極，其制作在在絕緣層上，并與第二石墨烯層的一端接觸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯/六方氮化硼/石墨烯紫外光探測(cè)器，其中所述襯底的材料為重?fù)诫s的單晶硅。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯/六方氮化硼/石墨烯的紫外光探測(cè)器，其中所述絕緣層的材料為二氧化硅。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯/六方氮化硼/石墨烯的紫外光探測(cè)器，其中所述第一、第二石墨烯層為單層或少數(shù)多層，所述六方氮化硼層的厚度為1-20納米。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯/六方氮化硼/石墨烯的紫外光探測(cè)器，其中所述第一電極和第二電極的材料為T(mén)i、Cr、Au或Ag，厚度為100-200納米。

本發(fā)明還提供一種石墨烯/六方氮化硼/石墨烯紫外光探測(cè)器的制備方法，包括以下步驟：

步驟1：采用化學(xué)氣相沉積法在過(guò)渡金屬上制備單層和少數(shù)多層的石墨烯；

步驟2：采用離子束輔助濺射法在另一過(guò)渡金屬上制備多層六方氮化硼薄膜；