[發(fā)明專利]二維金屬硫?qū)倩衔飶?fù)合異質(zhì)結(jié)的近紅外探測器及其制備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310555742.X
• 申請日: 2023-05-17
• 公開（公告）號: CN116504867A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李淵;張娜;翟天佑
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H01L31/109
• 分類號: H01L31/109;H01L31/18;H01L31/0264
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒

1.一種基于二維金屬硫?qū)倩衔餀M向-縱向復(fù)合異質(zhì)結(jié)的近紅外探測器，其特征在于，自下而上包括襯底、功能層及電極層，其中，所述功能層為二維金屬硫?qū)倩衔锘牧希谄叫杏诒砻娴臋M向方向以及垂直于表面的縱向方向均存在異質(zhì)結(jié)；所述電極層包括獨立設(shè)置的源電極和漏電極。

2.如權(quán)利要求1所述基于二維金屬硫?qū)倩衔餀M向-縱向復(fù)合異質(zhì)結(jié)的近紅外探測器，其特征在于，所述功能層中的二維金屬硫?qū)倩衔锘牧贤瑫r包括二維金屬硫?qū)倩衔锱c二維金屬硫?qū)倩衔锏难趸a(chǎn)物，兩者接觸形成異質(zhì)結(jié)；其中，所述二維金屬硫?qū)倩衔餅槎S金屬硫化合物、二維金屬硒化合物或二維金屬碲化合物；

所述二維金屬硫?qū)倩衔锏难趸a(chǎn)物為金屬氧化物、金屬硫氧化物、金屬硒氧化物或金屬碲氧化物。

3.如權(quán)利要求2所述基于二維金屬硫?qū)倩衔餀M向-縱向復(fù)合異質(zhì)結(jié)的近紅外探測器，其特征在于，所述二維金屬硫?qū)倩衔锏难趸a(chǎn)物是通過氧反應(yīng)離子刻蝕、氧等離子體或臭氧等離子體對二維金屬硫?qū)倩衔镞M行區(qū)域選擇性處理得到。

4.如權(quán)利要求1所述基于二維金屬硫?qū)倩衔餀M向-縱向復(fù)合異質(zhì)結(jié)的近紅外探測器，其特征在于，所述近紅外探測器包括位于同一襯底上的多個探測單元，每個探測單元在平行于表面的橫向方向以及垂直于表面的縱向方向均存在異質(zhì)結(jié)，并且每個探測單元均具有一對源電極和漏電極；

所述二維金屬硫?qū)倩衔锘牧线x自Bi₂Se₃基材料、Bi₂Te₃基材料、Sb₂Se₃基材料、Bi₂S₃基材料、PtSe₂基材料、PdSe₂基材料、MoTe₂基材料、ReSe₂基材料。

5.如權(quán)利要求1所述基于二維金屬硫?qū)倩衔餀M向-縱向復(fù)合異質(zhì)結(jié)的近紅外探測器，其特征在于，所述襯底選自硅、玻璃、石英、PDMS；

所述電極層所采用的電極材料為鉻、金、鉑、銀、石墨烯、ITO中的至少一種。

6.如權(quán)利要求1－5任意一項所述基于二維金屬硫?qū)倩衔餀M向-縱向復(fù)合異質(zhì)結(jié)的近紅外探測器的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：在襯底上制備二維金屬硫?qū)倩衔铮?/p>

S2：異質(zhì)結(jié)的制備操作與電極層的制備操作，其中：

所述異質(zhì)結(jié)的制備操作，是采用區(qū)域選擇性氧反應(yīng)離子刻蝕、氧等離子體或臭氧等離子體處理襯底上的二維金屬硫?qū)倩衔铮苟S金屬硫?qū)倩衔锏牟糠謪^(qū)域表層形成氧化產(chǎn)物，從而在平行于表面的橫向方向以及垂直于表面的縱向方向形成二維金屬硫?qū)倩衔锱c氧化產(chǎn)物的異質(zhì)結(jié)；

所述電極層的制備操作，是采用微納加工工藝，在二維金屬硫?qū)倩衔飬^(qū)域和氧化產(chǎn)物區(qū)域上制備源極與漏極，使源極與漏極中的一者與二維金屬硫?qū)倩衔飬^(qū)域接觸，另一者與氧化產(chǎn)物區(qū)域接觸。

7.如權(quán)利要求6所述制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述二維金屬硫?qū)倩衔锸峭ㄟ^在襯底上進行化學(xué)氣相沉積直接生長或者是將二維金屬硫?qū)倩衔锏膯尉ㄟ^機械剝離后轉(zhuǎn)移得到的。