[發明專利]一種光信號驅動的二維邏輯開關及其制備方法

有效

• 申請號: 202011357492.1
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112542473B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 張躍;黃夢婷;張錚;湯文輝;杜君莉;劉璇;王利華
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: H01L27/144
• 分類號: H01L27/144;H01L31/18;H03K19/14
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波;付忠林

1.一種光信號驅動的二維邏輯開關，其特征在于，包括襯底和集成在所述襯底上的二維二碲化鉬、第一電極、第二電極、放大電阻、第三電極、第四電極、第五電極、二維二硫化鉬、第六電極、第七電極、邏輯電阻以及第八電極；

所述襯底、二維二碲化鉬、第一電極和第二電極組成光電晶體管；其中，所述襯底用作所述光電晶體管的柵極，所述二維二碲化鉬用作所述光電晶體管的溝道，所述第一電極和所述第二電極分別用作所述光電晶體管的源極和漏極；

所述第三電極和第四電極分別用作所述放大電阻的兩個電極；其中，所述第一電極與所述第三電極電連接，所述第二電極與所述第四電極電連接；所述放大電阻由二維氮化硼制成；

所述襯底、第五電極、二維二硫化鉬、第六電極和第七電極組成邏輯晶體管；其中，所述第五電極用作所述邏輯晶體管的柵極，所述二維二硫化鉬用作所述邏輯晶體管的溝道，所述第六電極和第七電極分別用作所述邏輯晶體管的源極和漏極；

所述第七電極和第八電極分別用作所述邏輯電阻的兩個電極；所述邏輯電阻由二維氮化硼制成；

當所述二維二碲化鉬在光照下時，通過所述光電晶體管的源極和漏極輸出電流信號；所述放大電阻用于將所述光電晶體管產生的電流信號轉換為電壓信號，并起到信號放大的作用，所述邏輯晶體管的柵極通過所述放大電阻接收所述光電晶體管產生的電信號，最終在所述邏輯晶體管的漏極輸出相應的邏輯電信號。

2.如權利要求1所述的光信號驅動的二維邏輯開關，其特征在于，所述襯底為硅/二氧化硅絕緣襯底。

3.如權利要求1所述的光信號驅動的二維邏輯開關，其特征在于，所述第一電極、第二電極、第三電極、第四電極、第五電極、第六電極、第七電極以及第八電極均為金金屬電極。

4.如權利要求1所述的光信號驅動的二維邏輯開關，其特征在于，所述二維氮化硼的厚度為10nm~100nm，長度為10nm~20nm。

5.如權利要求1所述的光信號驅動的二維邏輯開關，其特征在于，所述二維二碲化鉬的厚度為3nm~30nm，長度為10nm~20nm。

6.如權利要求1所述的光信號驅動的二維邏輯開關，其特征在于，所述二維二硫化鉬的厚度為4nm～20nm，長度為10nm~20nm。

7.一種如權利要求1~6任一項所述的光信號驅動的二維邏輯開關的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

步驟1：將襯底依次放入丙酮、乙醇、去離子水三種溶液中分別超聲清洗15分鐘，將清洗后的襯底取出，吹干，得到處理后的襯底；

步驟2：將二維二碲化鉬轉移到處理后的襯底上；

步驟3：在二維二碲化鉬附近5~7微米處，轉移二維氮化硼，制備放大電阻；

步驟4：在放大電阻附近5~7微米處，制備第五電極；

步驟5：將二維二硫化鉬轉移到第五電極上方；

步驟6：在二維二硫化鉬左側附近5~7微米處，轉移二維氮化硼，制備邏輯電阻；

步驟7：在襯底上蒸鍍第一電極、第二電極，第三電極、第四電極，第六電極、第七電極以及第八電極，并蒸鍍連接導線，得到所述光信號驅動的二維邏輯開關。