[發明專利]一種二維材料極化激元增強的紅外光探測器及其制備方法

在審

• 申請號: 202010607712.5
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111682087A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 李紹娟;安君儒
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H01L31/113
• 分類號: H01L31/113;H01L31/0232;H01L31/18;G01J1/42
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 寧曉丹

1.一種二維材料極化激元增強的紅外光探測器，其特征在于，包括：

基底(1)；

設置在基底(1)上的介電層(2)；

設置在介電層(2)上的具有極化激元特性的二維材料陣列(3)；

設置在二維材料陣列(3)上的窄帶隙二維半導體材料層(5)；

設置在窄帶隙二維半導體材料層(5)上的金屬電極(6)。

2.如權利要求1所述的一種二維材料極化激元增強的紅外光探測器，其特征在于，還包括中間介質層(4)，所述中間介質層(4)設置在二維材料陣列(3)上，窄帶隙二維半導體材料層(5)設置在中間介質層(4)上。

3.如權利要求1所述的一種二維材料極化激元增強的紅外光探測器，其特征在于，所述二維材料陣列(3)的材料為石墨烯、三氧化鉬、氧化釩、黑磷或氮化硼。

4.如權利要求1所述的一種二維材料極化激元增強的紅外光探測器，其特征在于，所述窄帶隙二維半導體材料層(5)的材料為石墨烯、黑磷、第十族過渡金屬硫化物或二維外爾半金屬。

5.如權利要求1所述的一種二維材料極化激元增強的紅外光探測器，其特征在于，所述基底(1)的材料為硅、玻璃、石英或塑料。

6.如權利要求1至5中任意一項所述的一種二維材料極化激元增強的紅外光探測器的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、在介電層(2)上制備二維材料陣列(3)；

S2、在二維材料陣列(3)上制備窄帶隙二維半導體材料層(5)；

S3、在窄帶隙二維半導體材料層(5)上制備金屬電極(6)。

7.如權利要求6所述的一種二維材料極化激元增強的紅外光探測器的制備方法，其特征在于，所述S1的具體過程為：在介電層(2)上制備具有極化激元特性的二維材料層(7)，采用電子束光刻工藝或采用聚焦離子束刻蝕工藝加工二維材料層(7)得到二維材料陣列(3)。

8.如權利要求7所述的一種二維材料極化激元增強的紅外光探測器的制備方法，其特征在于，所述二維材料層(7)的制備過程為：在具有介電層(2)的基底(1)上采用化學氣相沉積法生長二維材料層(7)，或者，采用機械剝離方法得到待轉移的二維材料層(7)并將待轉移的二維材料層(7)轉移到介電層(2)上。

9.如權利要求6所述的一種二維材料極化激元增強的紅外光探測器的制備方法，其特征在于，所述S2的具體過程為：在二維材料陣列(3)上制備中間介質層(4)，在中間介質層(4)上制備窄帶隙二維半導體材料層(5)。

10.如權利要求6所述的一種二維材料極化激元增強的紅外光探測器的制備方法，其特征在于，所述S2的具體過程為：通過機械剝離方法將窄帶隙二維半導體材料層(5)轉移到二維材料陣列(3)上。