[發(fā)明專利]基于CrPS4

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110373669.5
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113130704A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李亮;張翰林;陳利杰
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽大學(xué)
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/032
• 代理公司: 合肥匯融專利代理有限公司 34141
• 代理人: 趙宗海

本發(fā)明涉及光電探測器技術(shù)領(lǐng)域，具體為基于CrPS₄偏振敏感的光電探測器的制備方法，具體包括以下步驟：(1)制備CrPS₄單晶；(2)制備硅片襯底；(3)解離CrPS₄并轉(zhuǎn)移至硅片襯底上；(4)制備預(yù)處理硅片襯底；(5)制備電極圖案；(6)制備電極樣品；(7)將電極樣品放入丙酮中浸泡，取出后加熱，再利用膠頭滴管對電極樣品上方洗吹，待非電極區(qū)域的鍍層全部剝離硅片襯底后取出，接著用氮氣吹干，得到基于CrPS₄偏振敏感的光電探測器；本發(fā)明利用CrPS₄制備偏振敏感的光電探測器的電路及結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，克服傳統(tǒng)光電探測器無法對區(qū)分偏振光偏振角度、或偏振光探測比率低、器件不穩(wěn)定，測試手段復(fù)雜等缺點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電探測器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于CrPS₄偏振敏感的光電探測器的制備方法。

背景技術(shù)

偏振敏感光電探測器因其在正交極化光譜成像、遙感成像、極化傳感器和軍事裝備等實際應(yīng)用中的優(yōu)勢而受到廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)的偏振敏感光探測是通過在探測器上覆蓋具有偏振效應(yīng)的光介質(zhì)來選擇入射光的偏振態(tài)來實現(xiàn)的。這樣的技術(shù)在實際應(yīng)用較復(fù)雜，增加了探測的不確定性。近年來，獲得高度集成化偏振光敏感型光電探測器的一種更直接的方法是利用固有偏振光敏感型探測器材料。這其中，一些低維半導(dǎo)體材料在結(jié)構(gòu)上具有明顯的各向異性，特別適合作為極化敏感光電探測器材料。低維極化敏感光電探測器早期的研究主要集中在一維納米結(jié)構(gòu)上，但復(fù)雜的成圖和對準過程限制了器件制備的多樣性。隨著二維材料在光電子學(xué)領(lǐng)域的迅速發(fā)展，一些潛在的低對稱性二維材料，如BP、ReS₂、ReS₂、GeS₂和GeAs₂也被成功研究作為極化敏感光電探測器的工作介質(zhì)。除了它們自身的各向異性外，它們還表現(xiàn)出了優(yōu)異的光電性能，這保證了它們未來在極化敏感光電探測器中的應(yīng)用。包括寬波段吸收、強的光-物質(zhì)相互作用、極佳的柔性、超薄的厚度以及與多種襯底的兼容性，為偏振光電探測領(lǐng)域注入了新活力。

目前對偏振敏感光電探測器的研究得到了廣泛的關(guān)注，但該研究的發(fā)展和應(yīng)用仍處于起步階段。作為極化敏感光電探測器的重要組成部分，研究綜合性能良好的新型各向異性材料具有重要的現(xiàn)實意義。

硫代磷酸鉻(CrPS₄)是三元過渡金屬硫?qū)倩衔?TTMCs)，與以往研究的由BP、ReSe₂等單一或兩種元素組成的材料相比，CrPS₄可以提高材料物理性能的調(diào)節(jié)自由度。它最早由Louisy,A.et al在1978年報道，展示了層狀結(jié)構(gòu)和有趣的物理現(xiàn)象，是一種反鐵磁性半導(dǎo)體材料。然而，以前的文獻報道主要集中在基本的電學(xué)和光磁性質(zhì)上，而最近的重點則是顯示各向異性的磁化行為以及自旋電子學(xué)和量子信息器件的新潛力。如突觸記憶效應(yīng)、層狀反鐵磁磁開關(guān)效應(yīng)等。然而，隨著對CrPS₄晶體結(jié)構(gòu)二維性質(zhì)的進一步了解，CrPS₄具有顯著面內(nèi)光學(xué)各向異性，基于CrPS4的偏振光探測器在偏振角度上具有良好的重復(fù)周期。CrPS₄獨特的各向異性性質(zhì)表明了其在電子和光電子領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。因此，我們提出基于CrPS₄偏振敏感的光電探測器的制備方法以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供基于CrPS₄偏振敏感的光電探測器的制備方法，以此來克服背景技術(shù)中提及的問題。

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：基于CrPS₄偏振敏感的光電探測器的制備方法，具體包括以下步驟：

(1)采用化學(xué)氣相輸送法制備CrPS₄單晶；

(2)用硅片刀將商業(yè)用標準4英寸p型摻雜的單拋氧化硅片切成1×1cm大小，清洗吹干后，得到硅片襯底；