[發明專利]一種基于空間對稱性破缺二維材料能谷極化電流的調制方法

在審

• 申請號: 202210197027.9
• 申請日: 2022-03-01
• 公開（公告）號: CN114582727A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 劉富才;尹輝東
• 申請（專利權）人: 電子科技大學;電子科技大學長三角研究院（湖州）
• 主分類號: H01L21/428
• 分類號: H01L21/428;H01L21/34;H01L29/10;H01L29/24;H01L29/78;C30B25/02;C30B29/46;C30B29/64
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 葉盛

1.一種基于空間對稱性破缺二維材料能谷極化電流的調制方法，其特征在于包括有以下步驟：

(1)使用化學氣相輸運法生長出空間對稱性破缺的二維材料單晶；

(2)將步驟(1)獲得的二維材料單晶使用機械剝離法在襯底上獲得任意層數的二維材料；

(3)通過選擇不同層數的二維材料來制備場效應晶體管，所述場效應晶體管包括源極電極和漏極電極，所述場效應晶體管在圓偏振光的照射下，實現對空間對稱性破缺二維材料能谷極化電流極化大小的調控。

2.根據權利要求1所述的一種基于空間對稱性破缺二維材料能谷極化電流的調制方法，其特征在于，所述襯底為重摻雜n型SiO₂/Si基底，其中SiO₂厚度為285nm。

3.根據權利要求1所述的基于空間對稱性破缺二維材料能谷極化電流的調制方法，其特征在于，所述二維材料的通式為MX2，其中M是過渡金屬元素鉬Mo、鎢W，X是硫族元素硫S、硒Se、碲Te。

4.根據權利要求1所述的基于空間對稱性破缺二維材料能谷極化電流的調制方法，其特征在于，所述源極電極和漏極電極的材料包括有金、鈦/金、鉻/金、鈧/金。

5.根據權利要求1所述的基于空間對稱性破缺二維材料能谷極化電流的調制方法，其特征在于，所述場效應晶體管的結構從下至上分別為SiO₂襯底、二維材料、源極電極和漏極電極。

6.根據權利要求1所述的基于空間對稱性破缺二維材料能谷極化電流的調制方法，其特征在于，所述場效應晶體管的結構從下至上分別為SiO₂襯底、底柵電極、底柵介電層、二維材料、源極電極和漏極電極、頂柵介電層、頂柵電極。

7.根據權利要求1所述的基于空間對稱性破缺二維材料能谷極化電流的調制方法，其特征在于，所述圓偏振光的獲得方式為入射光通過起偏器后再通過四分之一玻片，通過旋轉四分之一玻片可以獲得不同偏振度的圓偏振光。

8.根據權利要求1所述的基于空間對稱性破缺二維材料能谷極化電流的調制方法，其特征在于，所述圓偏振光的獲得方式為入射光通過起偏器后，再通過二分之一玻片，然后通過光彈調制器以獲得可調相位的圓偏振光。

9.根據權利要求1所述的基于空間對稱性破缺二維材料能谷極化電流的調制方法，其特征在于，所述的二維材料單晶的制備方法為：將高純度的粉末Mo、S和MoCl₅以適量的化學計量比密封在真空下的三段式加熱爐中，控制預處理溫度和生長溫度，設置合適的反應區溫度，經過幾天生長后，讓加熱爐自然冷卻，在生長區收集3R相MoS₂單晶。

10.根據權利要求1所述的基于空間對稱性破缺二維材料能谷極化電流的調制方法，其特征在于，所述能谷極化電流的測試方法為：入射激光經過起偏器后被調制為線偏振光，再經過裝載有四分之一玻片的電動旋轉位移臺，再通過固定頻率的斬波器對光進行調制，最后照射到所制備的器件上，通過前置電流放大器和鎖相放大器同步斬波器的調制頻率，得到器件的能谷極化電流。