[發明專利]一種基于各向異性二維材料的偏振光探測器及其制備方法

在審

• 申請號: 202110928510.5
• 申請日: 2021-08-13
• 公開（公告）號: CN113838943A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 霍能杰;黎思娜;李京波
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: H01L31/032
• 分類號: H01L31/032;H01L31/112;H01L31/18
• 代理公司: 北京清控智云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11919
• 代理人: 仵樂娟

1.一種基于各向異性二維材料的偏振光探測器，其特征在于，包括：

第一導電類型的二維納米片溝道層；

第二導電類型的各向異性的二維納米片偏振光敏化半導體層，位于所述納米片溝道層的表面；

第一電極和第二電極，分別位于所述偏振光敏化半導體層的兩端側，與所述納米片溝道層的表面接觸，不與所述偏振光敏化半導體層接觸。

2.根據權利要求1的所述偏振光探測器，其特征在于，優選地，所述納米片溝道層選用過渡金屬硫屬化物(TMDs)；

優選地，所述納米片溝道層選用WSe₂、WS2、MoS2或MoSe₂。

3.根據權利要求1的所述偏振光探測器，其特征在于，所述偏振光敏化半導體層選用Bi₂O₂Se、1T-MoTe₂、ReSe₂、ReS₂、P、As、AsP、GeAs。

4.根據權利要求1至3之一的所述偏振光探測器，其特征在于，所述納米片溝道層選用機械剝離法獲得，所述納米片溝道層的厚度為50～80nm。

5.根據權利要求1至3之一的所述偏振光探測器，其特征在于，所述偏振光敏化半導體層選用機械剝離法獲得，所述偏振光敏化半導體層的厚度為20～50nm。

6.根據權利要求1至3之一的所述偏振光探測器，其特征在于，優選地，所述納米片溝道層選用WSe₂；優選地，所述偏振光敏化半導體層選用Bi₂O₂Se。

7.根據權利要求1至3之一的所述偏振光探測器，其特征在于，所述第一導電類型為p型，所述第二導電類型為n型。

8.根據權利要求1至3之一的所述偏振光探測器，其特征在于，所述偏振光探測器的探測波長為可見光至紅外范圍。

9.一種基于各向異性二維材料的偏振光探測器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

通過機械剝離法將第一導電類型的納米片溝道層材料和第二導電類型的各向異性的偏振光敏化半導體層材料分別轉移至第一目標襯底和第二目標襯底；

在PDMS基底上旋涂PVA溶劑，在50～80℃下加熱6～10分鐘后獲得PVA/PDMS薄膜基底，將PVA/PDMS薄膜基底的PVA一側粘附至上述偏振光敏化半導體層材料的表面，在70～90℃下加熱6～10分鐘后，將偏振光敏化半導體層材料從第二目標襯底上分離獲得基底/PDMS/PVA/偏振光敏化半導體層的第一疊層，將該第一疊層側的偏振光敏化半導體層堆疊至第一目標襯底上的納米溝道層材料的表面獲得第二疊層，隨后將該第二疊層浸泡在二甲基亞砜有機溶劑中去除PVA獲得第一目標襯底/納米溝道層材料/偏振光敏化半導體層材料的第三疊層；

在該第三疊層中的納米溝道層材料的兩端沉積金屬層，退火后獲得第一電極和第二電極，第一電極和第二電極不與偏振光敏化半導體層接觸。

10.根據權利要求9的所述制備方法，其特征在于，所述目標襯底選用SiO₂/Si襯底，轉移所述納米片溝道層材料和所述偏振光敏化半導體層材料之前，還包括所述目標襯底用肥皂水、丙酮、異丙醇各超聲1～30min；接著將所述目標襯底置于臭氧紫外或者氧氣等離子體中清洗2～5min，氧氣流量為30～60sccm，等離子功率為80～110W。