[發(fā)明專利]一種電場(chǎng)可控的二維材料肖特基二極管

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810159396.2
• 申請(qǐng)日: 2018-02-26
• 公開（公告）號(hào): CN108493255B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯乃云;王倩倩;單亞兵;杜琛;徐浩然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電力學(xué)院
• 主分類號(hào): H01L29/872
• 分類號(hào): H01L29/872;H01L29/24
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊元焱

1.一種電場(chǎng)可控的二維材料肖特基二極管，其特征在于，包括襯底層（1），所述襯底層（1）自下而上依次設(shè)置金屬層（2）、高介電常數(shù)材料層（3）和單層二維半導(dǎo)體材料層（4），所述單層二維半導(dǎo)體材料層（4）的兩端分別設(shè)置金屬電極A（6）和金屬電極B（7），所述單層二維半導(dǎo)體材料層（4）的上部部分區(qū)域設(shè)置多層二維半導(dǎo)體材料層（5），所述多層二維半導(dǎo)體材料層（5）與所述金屬電極B（7）接觸；

在所述襯底層（1）施加正向電場(chǎng)時(shí)，所述高介電常數(shù)材料層（3）極化，產(chǎn)生的極化電場(chǎng)誘導(dǎo)單層二維半導(dǎo)體材料層（4）發(fā)生半導(dǎo)體-金屬相變，所述多層二維半導(dǎo)體材料層（5）仍保持半導(dǎo)體相，金屬相的單層二維半導(dǎo)體材料層（4）和半導(dǎo)體相的多層二維半導(dǎo)體材料層（5）接觸，器件成為肖特基二極管；

在所述襯底層（1）施加反向電場(chǎng)時(shí)，所述高介電常數(shù)材料層（3）內(nèi)極化電場(chǎng)消失，所述單層二維半導(dǎo)體材料層（4）恢復(fù)為半導(dǎo)體相，器件恢復(fù)為原始狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電場(chǎng)可控的二維材料肖特基二極管，其特征在于，所述的單層二維半導(dǎo)體材料層（4）以及多層二維半導(dǎo)體材料層（5）采用MoTe₂材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電場(chǎng)可控的二維材料肖特基二極管，其特征在于，所述多層二維半導(dǎo)體材料層（5）的厚度為1-3nm，通過(guò)轉(zhuǎn)移或化學(xué)氣相沉積法覆蓋在所述單層二維半導(dǎo)體材料層（4）上。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電場(chǎng)可控的二維材料肖特基二極管，其特征在于，所述單層二維半導(dǎo)體材料層（4）的厚度為0.5-0.7nm，采用化學(xué)液相合成法制備得到，通過(guò)轉(zhuǎn)移覆蓋在所述高介電常數(shù)材料層（3）上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電場(chǎng)可控的二維材料肖特基二極管，其特征在于，所述單層二維半導(dǎo)體材料層（4）的半導(dǎo)體-金屬相變轉(zhuǎn)換能小于100毫電子伏特，所述多層二維半導(dǎo)體材料層（5）不具有相變特性。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電場(chǎng)可控的二維材料肖特基二極管，其特征在于，所述襯底層（1）采用硅材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電場(chǎng)可控的二維材料肖特基二極管，其特征在于，所述金屬層（2）為金，厚度為10-100nm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電場(chǎng)可控的二維材料肖特基二極管，其特征在于，所述高介電常數(shù)材料層（3）采用PVDF-TrFE或其它介電常數(shù)大于10的鐵電材料，厚度為10-100nm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電場(chǎng)可控的二維材料肖特基二極管，其特征在于，所述襯底層（1）施加的正向電場(chǎng)及反向電場(chǎng)均大于所述高介電常數(shù)材料層（3）的矯頑電場(chǎng)。