[發(fā)明專利]一種SiC基二硫化鎢紫外-可見光電探測器及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110251934.2
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113097334B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李京波;張帥;高偉;張峰;岳倩;鄭濤
• 申請（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類號: H01L31/101
• 分類號: H01L31/101;H01L31/113;H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務(wù)所 44329
• 代理人: 彭玉婷

1.一種SiC基二硫化鎢紫外-可見光電探測器，其特征在于，所述探測器的結(jié)構(gòu)為背電極/n⁺SiC/n^-SiC/對稱電極/WS₂納米片；所述SiC基二硫化鎢紫外-可見光電探測器是先采用電子束在經(jīng)清洗的SiC襯底的n⁺SiC表面上分別蒸鍍背電極，然后通過光刻激光直寫在SiC襯底的n^-SiC表面光刻電極圖案，并通過電子束在經(jīng)光刻電極圖案的n^-SiC表面蒸鍍對稱電極；再將PVA水溶液滴加到載玻片的PDMS薄膜上在50~60℃加熱，制得PDMS薄膜/PVA膜，降至室溫后PDMS薄膜和PVA膜會自然分離，在三維轉(zhuǎn)移平臺將PVA膜貼附在WS₂納米片上后冷卻至室溫，然后將所得WS₂/PVA膜轉(zhuǎn)移至蒸鍍對稱電極的SiC襯底上，在SiC襯底上制得WS₂/PVA膜；最后將附有WS₂/PVA膜的SiC襯底放入50~60℃去離子水或二甲基亞砜中加熱使PVA膜溶解，在保護氣氛中100~250℃退火制得。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SiC基二硫化鎢紫外-可見光電探測器，其特征在于，所述WS₂納米片的厚度為1~100nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SiC基二硫化鎢紫外-可見光電探測器，其特征在于，所述PVA水溶液中 PVA的質(zhì)量和去離子水的體積比為（2~12）g：（10~63）mL；所述PVA的分子量為27000~205000。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SiC基二硫化鎢紫外-可見光電探測器，其特征在于，所述保護氣氛為氮氣或氬氣。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SiC基二硫化鎢紫外-可見光電探測器，其特征在于，所述背電極為Ni-Ag、Ti-Au或Cr-Au；所述對稱電極為Ti-Au或Au。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的SiC基二硫化鎢紫外-可見光電探測器的制備方法，其特征在于，包括如下具體步驟：

S1. 將n^-SiC/n⁺SiC襯底放入用氫氟酸水溶液和氟化銨水溶液混合配制的緩沖氧化刻蝕液中浸泡，刻蝕SiC襯底表面氧化物，并用丙酮、異丙醇和去離子水分別清洗，再用臭氧清洗；

S2. 采用電子束在襯底n⁺SiC表面上蒸鍍背電極Ni/Ag，通過光刻激光直寫襯底n^-SiC表面光刻電極圖案，并采用電子束在經(jīng)光刻電極圖案的n^-SiC表面上蒸鍍對稱電極；

S3. 通過膠帶機械剝離WS₂單晶到洗凈的SiO₂/Si襯底上，獲得WS₂納米片；

S4. 將PVA水溶液滴加到載玻片的PDMS薄膜上在50~60℃加熱，在PDMS薄膜上制得PVA膜，降至室溫后PDMS薄膜和PVA膜會自然分離，在三維轉(zhuǎn)移平臺將PVA膜貼附在WS₂納米片上后冷卻至室溫，然后將附有WS₂/PVA膜取下轉(zhuǎn)移至蒸鍍對稱電極的襯底n^-SiC上，在SiC襯底上制得WS₂/PVA膜；

S5. 將附有WS₂/PVA膜的SiC襯底放入50~60℃去離子水或二甲基亞砜中加熱使PVA膜溶解，在保護氣氛中100~250℃退火，制得SiC基二硫化鎢紫外-可見光電探測器。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的SiC基二硫化鎢紫外-可見光電探測器的制備方法，其特征在于，步驟S1中所述氫氟酸水溶液和氟化銨水溶液的體積比為（1~4）：（6~24）；所述氫氟酸水溶液的摩爾濃度為40~49%，所述氟化銨水溶液的摩爾濃度為30~40%。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的SiC基二硫化鎢紫外-可見光電探測器的制備方法，其特征在于，步驟S1中所述浸泡的時間為3~5min；所述清洗的時間為5~10min。