[發明專利]一維/二維鈣鈦礦范德華異質結光電器件及其制作方法

有效

• 申請號: 202010860334.1
• 申請日: 2020-08-24
• 公開（公告）號: CN111952459B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 劉孔;王智杰;曲勝春;賈曉皓;孫明飛;任寬寬;黃志濤;吳玉林
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48;B82Y30/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種一維/二維鈣鈦礦范德華異質結光電器件，其特征在于，包括：

二維鈣鈦礦納米片；

一維鈣鈦礦納米線，通過一維/二維異維外延生長設置在二維鈣鈦礦納米片上；

范德華異質結，設置在一維鈣鈦礦納米線和二維鈣鈦礦納米片的接觸面上；

器件電極，包括第一電極和第二電極，第一電極設置在二維鈣鈦礦納米片底部，第二電極設置在一維鈣鈦礦納米線上；以及

襯底，其上設有第一電極，位于器件底部，通過在同一襯底上沉積不同組分和形貌的低維鈣鈦礦材料，實現發光二極管和光電探測器的集成。

2.根據權利要求1所述的一維/二維鈣鈦礦范德華異質結光電器件，其特征在于，

所述二維鈣鈦礦納米片的表面特征尺寸范圍在100nm至500μm之間；厚度范圍在1nm至500nm之間。

3.根據權利要求1所述的一維/二維鈣鈦礦范德華異質結光電器件，其特征在于，

所述一維鈣鈦礦納米線的截面長或寬尺寸范圍均在10nm至1μm之間；

所述一維鈣鈦礦納米線的長度范圍在100nm至10μm之間。

4.根據權利要求1所述的一維/二維鈣鈦礦范德華異質結光電器件，其特征在于，

所述一維鈣鈦礦納米線和二維鈣鈦礦納米片采用的鈣鈦礦為金屬鹵化物鈣鈦礦材料，化學結構為ABX₃，其中A為甲胺、甲脒、Cs、Rb中的任一種或四者陽離子的混合物，B為Pb或Sn，X為Cl、Br、I中的任一種或三者陰離子的混合物。

5.根據權利要求1所述的一維/二維鈣鈦礦范德華異質結光電器件，其特征在于，

所述一維鈣鈦礦納米線的截面形狀包括圓形、三角形、矩形中的至少一種。

6.根據權利要求1所述的一維/二維鈣鈦礦范德華異質結光電器件，其特征在于，

所述范德華異質結中激子結合能在0.1eV至1eV范圍之間；

所述器件的電極采用的材料包括Au、Ag、Cu、Al、Cr中的任一種。

7.一種一維/二維鈣鈦礦范德華異質結光電器件的制作方法，包括：

將一維鈣鈦礦納米線設置到二維鈣鈦礦納米片上，通過一維/二維異維外延原位生長形成范德華異質結；

將范德華異質結轉移到制備好第一電極的襯底上，第一電極設置在二維鈣鈦礦納米片底部；

在一維鈣鈦礦納米線上制備第二電極，得到所述一維/二維鈣鈦礦范德華異質結光電器件；

通過在同一襯底上沉積不同組分和形貌的低維鈣鈦礦材料，實現發光二極管和光電探測器的集成。

8.根據權利要求7所述的制作方法，其特征在于，

所述一維鈣鈦礦納米線的制備是通過控制反應的時間和反應溫度調控納米線的長短。

9.根據權利要求7所述的制作方法，其特征在于，

所述二維鈣鈦礦納米片的表面特征尺寸范圍在100nm至500μm之間；厚度范圍在1nm至500nm之間；

所述一維鈣鈦礦納米線的截面長或寬尺寸范圍均在10nm至1μm之間；

所述一維鈣鈦礦納米線的長度范圍在100nm至10μm之間。

10.根據權利要求7所述的制作方法，其特征在于，

所述一維鈣鈦礦納米線和二維鈣鈦礦納米片采用的鈣鈦礦為金屬鹵化物鈣鈦礦材料，化學結構為ABX₃，其中A為甲胺、甲脒、Cs、Rb中的任一種或四者陽離子的混合物，B為Pb或Sn，X為Cl、Br、I中的任一種或三者陰離子的混合物；

所述一維鈣鈦礦納米線的截面形狀包括圓形、三角形、矩形中的至少一種；

所述范德華異質結中激子結合能在0.1eV至1eV范圍之間；

所述器件的電極采用的材料包括Au、Ag、Cu、Al、Cr中的任一種。