CN111048619A - 基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器及其制备方法 - Google Patents

基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器，包括基底、第一电极、第二电极、黑磷薄膜层、石墨烯层和二硫化钼层，所述第一电极和所述第二电极间隔设置在所述基底的一侧表面，所述第一电极和所述第二电极之间形成沟道结构，所述黑磷薄膜层、所述石墨烯层和所述二硫化钼层依次层叠设置在所述沟道结构内，所述第一电极和所述第二电极分别与所述黑磷薄膜层和所述二硫化钼层接触连接。本发明提供的光电探测器的暗电流小、响应性好，可以实现高灵敏、宽波段的光电探测，有利于其广泛应用。本发明还提供了一种基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器的制备方法，方法简单易操作。

Description

基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器及其制备 方法
技术领域
本发明涉及光探测器领域，具体涉及一种基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器及其制备方法。
背景技术
光电探测器是将光信号转换成电信号的装置。光电探测器用途广泛，涵盖军事和国民经济的各个领域，如在可见光和近红外波段主要用于射线测量和探测、工业自动控制、光度计量等。
基于硅，砷化镓，铟镓砷等半导体材料的传统光电探测器普遍存在响应波段窄，响应灵敏度不够高等问题。商用的红外波段探测器必须在超低温度下才能正常工作，这使得探测器的成本急剧增加且不易集成。目前科学研究和工业生产领域利用新型二维材料半导体形成的高效光电探测器正在迅猛发展。例如，基于黑磷/二硫化钼范德华异质结的P-N结型光电探测器可以实现覆盖可见光至中红外光的探测范围和快速的响应速度。但是，目前报道的这种P-N结存在暗电流过大的问题，使得探测器的灵敏度较低，使得其在相关领域的应用受到了很大限制。
因此，进一步开发具有低暗电流、快速响应、高灵敏度的光电探测器对其发展具有重要意义。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器，通过在光电探测器中设置黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结，解决现有光电探测器使用过程中暗电流过大的问题，实现低暗电流、快速响应、高灵敏、宽波段的光电探测，并且该光电探测器可以同时高效探测可见光和红外光，有利于其广泛应用。
第一方面，本发明提供了一种基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器，包括基底、第一电极、第二电极、黑磷薄膜层、石墨烯层和二硫化钼层，所述第一电极和所述第二电极间隔设置在所述基底的一侧表面，所述第一电极和所述第二电极之间形成沟道结构，所述黑磷薄膜层、所述石墨烯层和所述二硫化钼层依次层叠设置在所述沟道结构内，所述第一电极和所述第二电极分别与所述黑磷薄膜层和所述二硫化钼层接触连接。
在本发明中，在光电探测器中设置黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结，其中，黑磷、石墨烯的带隙很窄，对红外波段的光响应明显，二硫化钼的带隙适合于可见光的探测，因此三者结合形成的异质结可以利用三者的协同作用，使得光电探测器在室温下具有高效探测可见光和红外光的能力，实现宽波段的光探测；同时，相对于现有技术中的黑磷/二硫化钼P-N结型异质结光电探测器，本发明提供的黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结第一次在黑磷/二硫化钼P-N结中增加了石墨烯层，使得异质结的空间电荷区变宽，降低了异质结器件在无光照条件下的反向截止电流，即有效降低了暗电流，提高了光电响应灵敏度。同时石墨烯优异的宽光谱光电探测性能在异质结的内建电场的作用下能够发挥极大的作用，这是由于石墨烯产生的光生电子-空穴对在异质结内建电场作用下，能够快速有效分离，这将有效提高整个探测器的光电响应度，同时能将探测器的探测范围拓宽到太赫兹波段。进一步地，小的暗电流和大的光电响应度将共同导致该探测器的超高的探测度，理论上在红外波段可以达到1012 Jone以上，达到商用红外探测器的探测度。
在本发明中，所述基底可以为柔性基底，也可以为硬质基底。可选的，所述基底的材质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚二甲基硅氧烷中的至少一种，此时，基底为柔性基底，提高光电探测器的柔性，可进行拉伸和弯曲，进一步拓宽光电探测器的应用范围，可以但不限于用于柔性电子领域等。具体的，可以但不限于为所述基底为硅基底、二氧化硅基底、聚对苯二甲酸乙二醇酯基底。在本发明中，对所述基底的尺寸不作限定，具体的可以根据实际需要进行选择。
在本发明中，所述探测器的探测范围为紫外波段至太赫兹波段。
在本发明中，所述探测器的探测范围大于1012 Jone。进一步的，所述探测器的探测范围大于1014 Jone。更进一步的，所述探测器的探测范围大于1016 Jone，比商用红外探测器高出4个数量级。
可选的，所述第一电极和所述第二电极的材质包括金、银、铂、铜、铬和钛中的至少一种。在本发明中，所述第一电极和所述第二电极的材质可以相同，也可以不同，对此不作限定。
进一步的，所述第一电极和所述第二电极包括连接层和金属层，所述连接层与所述基底接触。更进一步的，所述连接层的材质包括铬和/或钛，所述金属层的材质包括金、银、铂和铜中的至少一种。在本发明中，连接层除了用于导电，还起到一定的连接作用，使得金属层与基底更好的粘附和连接，提高第一电极和第二电极与基底的结合力。具体的，可以但不限于为所述第一电极和所述第二电极均为铬层和金层层叠形成，所述铬层与所述基底接触，所述铬层的厚度为5nm-10nm，所述金层的厚度为20nm-80nm。
可选的，所述第一电极的厚度为25nm-90nm，所述第二电极的厚度为25nm-90nm。
可选的，所述第一电极和所述第二电极的间距为1μm-15μm。也就是说，所述第一电极和所述第二电极之间形成沟道结构在第一方向上的尺寸为1μm-15μm。
在本发明中，所述黑磷薄膜层由单层黑磷组成或多层黑磷组成，所述石墨烯层由单层石墨烯组成或多层石墨烯组成，所述二硫化钼层由单层二硫化钼组成或多层二硫化钼组成。具体的，可以但不限于为，单层二硫化钼为直接带隙，大小约为1.9eV，多层二硫化钼为间接带隙，大小约为1.2eV，单层黑磷(大小约为2eV)至多层黑磷(大小约为0.3eV)都是直接带隙。
可选的，所述黑磷薄膜层的厚度为0.5nm-50nm，所述石墨烯层的厚度为0.3nm-15nm，所述二硫化钼层的厚度为0.6nm-50nm。
可选的，部分所述黑磷薄膜层设置在所述第一电极表面，或所述黑磷薄膜层设置在所述沟道结构内并与所述第一电极靠近所述第二电极的一端接触连接。也就是说，当部分所述黑磷薄膜层设置在所述第一电极表面时，所述黑磷薄膜层的部分是直接设置在所述第一电极的表面，即在垂直于所述基底表面的方向上，两者层叠连接，或当所述黑磷薄膜层设置在所述沟道结构内并与所述第一电极靠近所述第二电极的一端接触连接时，即在平行于所述基底表面的方向上，所述第一电极和所述黑磷薄膜层依次排布并接触连接。
可选的，部分所述二硫化钼层设置在所述第二电极表面，或所述二硫化钼层设置在所述沟道结构内并与所述第二电极靠近所述第一电极的一端接触连接。也就是说，当部分所述二硫化钼层设置在所述第二电极表面时，所述二硫化钼层的部分是直接设置在所述第二电极的表面，即在垂直于所述基底表面的方向上，两者层叠连接，或当所述二硫化钼层设置在所述沟道结构内并与所述第二电极靠近所述第一电极的一端接触连接时，即在平行于所述基底表面的方向上，所述第二电极和所述二硫化钼层依次排布并接触连接。
进一步的，部分所述黑磷薄膜层设置在所述第一电极表面，部分所述二硫化钼层设置在所述第二电极表面。
可选的，所述黑磷薄膜层在所述基底上的正投影与所述二硫化钼层在所述基底上的正投影的重合区域，与所述石墨烯层在所述基底上的正投影面积比为1：(0.2-5)。此时可以更好地使黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结发挥作用，改善光电探测器的暗电流。
可选的，所述黑磷薄膜层在所述基底上的正投影与所述二硫化钼层在所述基底上的正投影的重合区域，与所述石墨烯层在所述基底上的正投影完全重叠，有利于降低光电探测器的暗电流，提高快速响应。
在本发明中，所述黑磷薄膜层、所述石墨烯层和所述二硫化钼层之间通过范德华力连接，形成范德华力异质结，使得光电探测器整体结构稳定。
可选的，所述光电探测器还包括自修复电极，所述自修复电极设置在所述第一电极和/或所述第二电极的表面。
在本发明中，光电探测器还包括自修复电极，所述自修复电极设置在所述第一电极和/或所述第二电极的表面，用于在所述第一电极和/或所述第二电极出现细小裂痕、裂缝时，可以对出现细小裂痕、裂缝进行修复，避免出现的裂痕、裂缝对光电探测器的工作产生影响，进而实现自修复过程，提高了光电探测器的使用寿命。
进一步的，所述自修复电极包括电极基体和自修复层，所述自修复层设置在所述电极基体靠近所述第一电极和/或所述第二电极的一侧表面。
更进一步的，所述自修复层的材质包括聚氨酯、环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚酰亚胺、聚己内酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乙烯醇及其衍生物中的至少一种。
本发明提供的基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器可以同时高效探测可见光和红外光，可以实现低暗电流、快速响应的光电探测，灵敏度高、探测波段宽，拓宽其应用范围。
第二方面，本发明提供了一种基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器的制备方法，包括：
提供基底，在所述基底一侧表面沉积电极材料，形成间隔设置的第一电极和第二电极，其中，所述第一电极和所述第二电极之间形成沟道结构；
将黑磷薄膜、石墨烯薄膜和二硫化钼薄膜依次层叠设置在所述沟道结构内，所述第一电极和所述第二电极分别与所述黑磷薄膜和所述二硫化钼薄膜接触连接，得到基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器。
在本发明中，可以但不限于为所述黑磷薄膜、所述石墨烯薄膜和所述二硫化钼薄膜通过剥离法制备得到。
可选的，所述制备方法还包括：
将自修复材料涂覆在所述第一电极和/或所述第二电极的表面，形成自修复层；
在所述自修复层上沉积电极材料，形成自修复电极。
本发明提供的基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器的制备方法简单易操作，可以制得低暗电流、快速响应的光电探测器。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器，通过在光电探测器中设置黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结，解决现有光电探测器暗电流过大的问题，实现低暗电流、快速响应、高灵敏、宽波段的光电探测，并且该光电探测器可以同时高效探测可见光和红外光，有利于其广泛应用。本发明还提供了一种基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器的制备方法，该方法简单易操作，可以制得低暗电流、快速响应的光电探测器。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的一种基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器的结构示意图。
图2为本发明另一实施例提供的一种基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器的结构示意图。
图3为本发明一实施例提供的一种基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器的制备方法流程图。
图4为本发明实施例1提供的基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器的测试结果图，图4中(a)为无光条件下的I-V曲线图，图4中(b)为在无光和有光交替出现时的I-t曲线图。
图5为本发明对比例提供的基于黑磷/二硫化钼的光电探测器的测试结果图，图5中(a)为无光条件下的I-V曲线图，图5中(b)为在无光和有光交替出现时的I-t曲线图。
具体实施方式
以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
请参照图1，为本发明一实施例提供了一种基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器，包括基底10、第一电极20、第二电极30、黑磷薄膜层40、石墨烯层50和二硫化钼层60，第一电极20和第二电极30间隔设置在基底10的一侧表面，第一电极20和第二电极30之间形成沟道结构，黑磷薄膜层40、石墨烯层50和二硫化钼层60依次层叠设置在沟道结构内，第一电极20和第二电极30分别与黑磷薄膜层40和二硫化钼层60接触连接。
在本发明中，通过在光电探测器中设置黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结，使得光电探测器在室温下具有高效探测可见光和红外光的能力的同时，还具有非常低的暗电流，导致光电探测器的光电响应灵敏度高。
在本发明中，基底10可以为柔性基底，也可以为硬质基底。在本发明一实施方式中，基底10的材质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚二甲基硅氧烷中的至少一种，此时，基底10为柔性基底，提高光电探测器的柔性，进一步拓宽光电探测器的应用范围，可以但不限于用于柔性电子领域等。具体的，可以但不限于为基底10为硅基底、二氧化硅基底、聚对苯二甲酸乙二醇酯基底。在本发明中，对基底10的尺寸不作限定，具体的可以根据实际需要进行选择。可选的，基底10的厚度为100μm-1000μm。进一步的，基底10的厚度为300μm-800μm。
在本发明一实施方式中，第一电极20和第二电极30的材质包括金、银、铂、铜、铬和钛中的至少一种。在本发明中，第一电极20和第二电极30的材质可以相同，也可以不同，对此不作限定。进一步的，第一电极20和第二电极30包括连接层和金属层，连接层与基底10接触。更进一步的，连接层的材质包括铬和/或钛，金属层的材质包括金、银、铂和铜中的至少一种。在本发明中，连接层除了用于导电，还起到一定的连接作用，使得金属层与基底10更好的粘附和连接，提高第一电极20和第二电极30与基底10的结合力。可选的，连接层的厚度为5nm-10nm，金属层的厚度为20nm-80nm。进一步的，连接层的厚度为7nm-9nm，金属层的厚度为23nm-71nm。在本发明一具体实施例中，第一电极20和第二电极30均为铬层和金层层叠形成，铬层与基底10接触，铬层的厚度为5nm-10nm，金层的厚度为20nm-80nm。
在本发明一实施方式中，第一电极20的厚度为25nm-90nm，第二电极30的厚度为25nm-90nm。进一步的，第一电极20的厚度为30nm-80nm，第二电极30的厚度为30nm-80nm。
在本发明一实施方式中，第一电极20和第二电极30的间距为1μm-15μm。也就是说，第一电极20和第二电极30之间形成沟道结构在第一方向上的尺寸为1μm-15μm。
在本发明中，第一电极20和第二电极30分别与黑磷薄膜层40和二硫化钼层60接触连接，则第一电极可以作为漏极，第二电极可以作为源极。
在本发明中，黑磷薄膜层40由单层黑磷组成或多层黑磷组成，石墨烯层50由单层石墨烯组成或多层石墨烯组成，二硫化钼层60由单层二硫化钼组成或多层二硫化钼组成。具体的，可以但不限于为，单层二硫化钼为直接带隙，大小约为1.9eV，多层二硫化钼为间接带隙，大小约为1.2eV，单层黑磷(大小约为2eV)至多层黑磷(大小约为0.3eV)都是直接带隙。黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的能量带隙决定了激发电子跃迁所需要的光子能量、响应光子频率的范围和适用光谱范围，进而使得光电探测器响应光谱范围可进行调节，有利于拓宽其应用场景。
在本发明一实施方式中，黑磷薄膜层40的厚度为0.5nm-50nm，石墨烯层50的厚度为0.3nm-15nm，二硫化钼层60的厚度为0.6nm-50nm，调节光电探测器的响应光谱范围，并有利于实现低暗电流效果。进一步的，黑磷薄膜层40的厚度为0.5nm-40nm，石墨烯层50的厚度为0.3nm-10nm，二硫化钼层60的厚度为0.6nm-40nm，有利于进一步降低暗电流。
在本发明中，黑磷薄膜层40、石墨烯层50和二硫化钼层60依次层叠设置在沟道结构内，第一电极20和第二电极30分别与黑磷薄膜层40和二硫化钼层60接触连接。在本发明一具体实施例中，第一电极20与黑磷薄膜层40接触连接，与石墨烯层50和二硫化钼层60不直接接触连接，第二电极30与二硫化钼层60接触连接，与黑磷薄膜层40和石墨烯层50不直接接触连接，实现同时高效探测可见光和红外光，以及降低暗电流，实现快速响应的光电探测。
在本发明一实施方式中，部分黑磷薄膜层40设置在第一电极20表面，或黑磷薄膜层40设置在沟道结构内并与第一电极20靠近第二电极30的一端接触连接。也就是说，当部分黑磷薄膜层40设置在第一电极20表面时，黑磷薄膜层40的部分是直接设置在第一电极20的表面，即在垂直于基底10表面的方向上，两者层叠连接，或当黑磷薄膜层40设置在沟道结构内并与第一电极20靠近第二电极30的一端接触连接时，即在平行于基底10表面的方向上，第一电极20和黑磷薄膜层40依次排布并接触连接。
在本发明一实施方式中，部分二硫化钼层60设置在第二电极30表面，或二硫化钼层60设置在沟道结构内并与第二电极30靠近第一电极20的一端接触连接。也就是说，当部分二硫化钼层60设置在第二电极30表面时，二硫化钼层60的部分是直接设置在第二电极30的表面，即在垂直于基底10表面的方向上，两者层叠连接，或当二硫化钼层60设置在沟道结构内并与第二电极30靠近第一电极20的一端接触连接时，即在平行于基底10表面的方向上，第二电极30和二硫化钼层60依次排布并接触连接。
在本发明一具体实施例中，如图1所示，部分黑磷薄膜层40设置在第一电极20表面，部分二硫化钼层60设置在第二电极30表面，黑磷薄膜层40与第一电极20表面的接触面积大，二硫化钼层60与第二电极30表面的接触面积大，更有利于提高光电探测器的响应性，降低暗电流。可选的，第一电极20、黑磷薄膜层40和石墨烯层50的总厚度等于第二电极30层的厚度，进而提高整体结构的稳定性。可选的，黑磷薄膜层40在第一电极20表面的正投影占第一电极20表面面积的10％-40％，二硫化钼层60在第二电极30表面的正投影占第二电极30表面面积的10％-40％，进一步降低光电探测器的暗电流，提高光电探测器的快速响应。在本发明一实施例中，部分黑磷薄膜层40设置在第一电极20表面，部分黑磷薄膜层40与基底10接触，部分二硫化钼层60设置在第二电极30表面。此时，黑磷薄膜层40表面与基底10表面不平行，为倾斜设置，第一电极20的厚度为纳米级，黑磷薄膜层40的长度为微米级，黑磷薄膜层40的倾斜程度可以忽略。在本发明另一实施例中，部分黑磷薄膜层40设置在第一电极20表面，部分二硫化钼层60设置在第二电极30表面，部分二硫化钼层60与基底10接触。此时，二硫化钼层60表面与基底10表面不平行，为倾斜设置，第二电极30的厚度为纳米级，二硫化钼层60的长度为微米级，二硫化钼层60的倾斜程度可以忽略。
在本发明一具体实施例中，当黑磷薄膜层40设置在沟道结构内并与第一电极20靠近第二电极30的一端接触连接时，黑磷薄膜层40和石墨烯层50的总厚度等于第二电极30层的厚度，部分二硫化钼层60设置在第二电极30表面，进而提高整体结构的稳定性。
在本发明一具体实施例中，当二硫化钼层60设置在沟道结构内并与第二电极30靠近第一电极20的一端接触连接时，二硫化钼层60和石墨烯层50的总厚度等于第一电极20层的厚度，部分黑磷薄膜层40设置在第一电极20表面，进而提高整体结构的稳定性。
在本发明中，黑磷薄膜层40、石墨烯层50和二硫化钼层60依次层叠设置在沟道结构内，包括黑磷薄膜层40、石墨烯层50和二硫化钼层60依次层叠后设置在沟道结构内，其中，黑磷薄膜层40比石墨烯层50和二硫化钼层60更靠近基底10，或二硫化钼层60比黑磷薄膜层40和石墨烯层50更靠近基底10。
在本发明一实施方式中，黑磷薄膜层40在基底10上的正投影与二硫化钼层60在基底10上的正投影的重合区域，与石墨烯层50在基底10上的正投影面积比为1：(0.2-5)。此时可以更好地使黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结发挥作用，改善光电探测器的暗电流。进一步的，黑磷薄膜层40在基底10上的正投影与二硫化钼层60在基底10上的正投影的重合区域，与石墨烯层50在基底10上的正投影面积比为1：(1-3)。更进一步的，黑磷薄膜层40在基底10上的正投影与二硫化钼层60在基底10上的正投影的重合区域，与石墨烯层50在基底10上的正投影面积比为1：(1-1.5)，更有利于光电探测，同时降低暗电流，并节省石墨烯材料。在本发明一具体实施例中，黑磷薄膜层40在基底10上的正投影与二硫化钼层60在基底10上的正投影的重合区域，与石墨烯层50在基底10上的正投影面积比为1：1。
在本发明一实施方式中，黑磷薄膜层40在基底10上的正投影与二硫化钼层60在基底10上的正投影的重合区域，与石墨烯层50在基底10上的正投影完全重叠，更有利于降低光电探测器的暗电流，提高快速响应。此时，黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的空间电荷区变宽，降低了器件在无光照条件下的反向截止电流，最大程度上降低了暗电流。
在本发明中，黑磷薄膜层40、石墨烯层50和二硫化钼层60之间通过范德华力连接，形成范德华力异质结，使得光电探测器整体结构稳定。
在本发明中，沟道结构包括第一电极10和第二电极20之间的区域，也包括该区域上方的空间。也就是说，黑磷薄膜层40、石墨烯层50和二硫化钼层60可以层叠设置在第一电极10和第二电极20之间的区域，也可以设置在第一电极10和第二电极20之间的区域的上方。在本发明一实施例中，黑磷薄膜层40、石墨烯层50和二硫化钼层60层叠设置在第一电极10和第二电极20之间的区域。
请参照图2，为本发明一实施例提供了一种基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器，光电探测器还包括自修复电极70，自修复电极70设置在第一电极20和/或第二电极30的表面。
在本发明中，自修复电极70设置在第一电极20和/或第二电极30的表面，用于在第一电极20和/或第二电极30出现细小裂痕、裂缝时，可以对出现细小裂痕、裂缝进行修复，避免出现的裂痕、裂缝对光电探测器的工作产生影响，进而实现自修复过程，提高了光电探测器的使用寿命。
在本发明一实施方式中，自修复电极70包括电极基体72和自修复层71，自修复层71设置在电极基体72靠近第一电极20和/或第二电极30的一侧表面。在本发明一实施例中，电极基体72一表面全部设置有自修复层71。在本发明另一实施例中，电极基体72一表面部分设置有自修复层71。可选的，自修复层71在电极基体72表面的正投影占电极基体72表面面积的20％-70％。可选的，自修复层71的材质包括聚氨酯、环氧树脂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚酰亚胺、聚己内酯、聚乳酸、聚乙醇酸、聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚乙烯醇及其衍生物中的至少一种。具体的，自修复层71的材质可以但不限于为长链羰基化改性的聚氨酯。可选的，电极基体72的材质包括金、银、铂、铜、铬和钛中的至少一种。进一步的，电极基体72包括电极连接层和电极金属层，电极连接层与自修复层71接触。更进一步的，电极连接层的材质包括铬和/或钛，电极金属层的材质包括金、银、铂和铜中的至少一种。在本发明中，电极连接层除了用于导电，还起到一定的连接作用，使得电极金属层与自修复层71更好的粘附和连接，提高电极基体72与自修复层71的结合力。具体的，可以但不限于为电极基体72为铬层和金层层叠形成。
请参阅图3，为本发明一实施例提供的一种基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器的制备方法流程图，包括：
S110：提供基底，在基底一侧表面沉积电极材料，形成间隔设置的第一电极和第二电极，其中，第一电极和第二电极之间形成沟道结构。
在S110中，电极材料包括金、银、铂、铜、铬和钛中的至少一种。在本发明中，第一电极和第二电极的材质可以相同，也可以不同，对此不作限定。可选的，通过蒸镀、溅射或离子镀方式沉积电极材料。具体的，可以但不限于为，将基底粘贴在带有电极图案的精密硅基掩膜版上，然后一起放入电子束蒸发仪中蒸镀电极材料，得到带有空白电极图案的基底。其中，基底、第一电极和第二电极的选择如上所述，在此不再赘述。
S120：将黑磷薄膜、石墨烯薄膜和二硫化钼薄膜依次层叠设置在沟道结构内，第一电极和第二电极分别与黑磷薄膜层和二硫化钼层接触连接，得到基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器。
在S120中，基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器包括基底、第一电极、第二电极、黑磷薄膜层、石墨烯层和二硫化钼层，第一电极和第二电极间隔设置在基底的一侧表面，第一电极和第二电极之间形成沟道结构，黑磷薄膜层、石墨烯层和二硫化钼层依次层叠设置在沟道结构内，第一电极和第二电极分别与黑磷薄膜层和二硫化钼层接触连接。其中，黑磷薄膜、石墨烯薄膜和二硫化钼薄膜依次对应于黑磷薄膜层、石墨烯层和二硫化钼层，黑磷薄膜层、石墨烯层和二硫化钼层的选择如上所述，在此不再赘述。在本发明中，可以但不限于为黑磷薄膜、石墨烯薄膜和二硫化钼薄膜通过剥离法制备得到。
在本发明一实施方式中，制备方法还包括：将自修复材料涂覆在第一电极和/或第二电极的表面，形成自修复层；在自修复层上沉积电极材料，形成自修复电极。其中，该制备过程可以在形成第一电极和第二电极后进行，也可以在形成黑磷薄膜层、石墨烯层和二硫化钼层中至少一层后进行，对此不作限定。
在本发明一具体实施例中，基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器的制备方法，包括：提供基底，在基底一侧表面沉积电极材料，形成间隔设置的第一电极和第二电极，其中，第一电极和第二电极之间形成沟道结构；将黑磷薄膜、石墨烯薄膜和二硫化钼薄膜依次层叠设置在沟道结构内，第一电极和第二电极分别与黑磷薄膜和二硫化薄膜接触连接；将自修复材料涂覆在第一电极和/或第二电极的表面，形成自修复层，在自修复层上沉积电极材料，形成自修复电极，得到基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器。具体的，可以但不限于为自修复材料涂覆在第一电极和/或第二电极的表面边缘，形成自修复层。
本发明提供的基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器，通过在光电探测器中设置黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结，解决现有光电探测器暗电流过大的问题，实现低暗电流、快速响应、高灵敏、宽波段的光电探测，并且该光电探测器可以同时高效探测可见光和红外光，具有低噪声和低功耗，有利于其广泛应用。本发明提供的基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器的制备方法简单易操作，可以制得低暗电流、快速响应的光电探测器。
实施例1
将柔性PET基底粘贴在带有电极图案的精密硅基掩膜版上，然后一起放入电子束蒸发仪中分别蒸镀铬层和金层，其中铬层的厚度为5nm，金层的厚度为40nm，最后将PET基底取出，即得到具有间隔设置的第一电极和第二电极的柔性PET基底，第一电极和第二电极的厚度为45nm，第一电极和第二电极之间形成沟道结构。
利用scotch胶带剥离黑磷，并将其粘贴到PDMS薄膜上，随后在二维材料定点转移平台将黑磷薄膜转移到柔性PET基底上，黑磷薄膜的厚度为17nm。类似的，利用scotch胶带剥离石墨烯薄膜和二硫化钼薄膜，并依次转移至柔性PET基底上，石墨烯薄膜的厚度为7nm，二硫化钼薄膜的厚度为12nm，黑磷薄膜、石墨烯薄膜和二硫化钼薄膜依次层叠设置在沟道结构内，得到黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结，部分黑磷薄膜设置在第一电极表面，部分二硫化钼薄膜设置在第二电极表面。
将自修复材料均匀滴在第一电极和第二电极外周，成膜后利用金属镂空掩模板，用电子束蒸发仪蒸镀铬层和金层，形成电极基体，得到自修复电极，即制得基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器。
实施例2
将聚二甲基硅氧烷基底粘贴在带有电极图案的精密硅基掩膜版上，然后一起放入电子束蒸发仪中分别蒸镀铬层和金层，最后将聚二甲基硅氧烷基底取出，即得到具有间隔设置的第一电极和第二电极的聚二甲基硅氧烷基底，第一电极和第二电极的厚度为60nm，第一电极和第二电极之间形成沟道结构。
将黑磷薄膜、石墨烯薄膜和二硫化钼薄膜转移到聚二甲基硅氧烷基底上，黑磷薄膜的厚度为25nm，石墨烯薄膜的厚度为5nm，二硫化钼薄膜的厚度为18nm，黑磷薄膜、石墨烯薄膜和二硫化钼薄膜依次层叠设置在沟道结构内，得到黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结，第一电极和第二电极分别与黑磷薄膜和二硫化钼薄膜接触连接，即制得基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器。
实施例3
将柔性PET基底粘贴在带有电极图案的精密硅基掩膜版上，通过溅射形成钛层和铜层组成的第一电极和第二电极，最后将PET基底取出，即得到具有间隔设置的第一电极和第二电极的柔性PET基底，第一电极和第二电极的厚度为70nm，第一电极和第二电极之间形成沟道结构。
将黑磷薄膜、石墨烯薄膜和二硫化钼薄膜转移到柔性PET基底上，黑磷薄膜的厚度为30nm，石墨烯薄膜的厚度为10nm，二硫化钼薄膜的厚度为15nm，黑磷薄膜、石墨烯薄膜和二硫化钼薄膜依次层叠设置在沟道结构内，黑磷薄膜在基底上的正投影与二硫化钼薄膜在基底上的正投影的重合区域，与石墨烯薄膜在基底上的正投影完全重叠，得到黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结，第一电极和第二电极分别与黑磷薄膜和二硫化钼薄膜接触连接，即制得基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器。
对比例
将柔性PET基底粘贴在带有电极图案的精密硅基掩膜版上，然后一起放入电子束蒸发仪中分别蒸镀铬层和金层，其中铬层的厚度为5nm，金层的厚度为40nm，最后将PET基底取出，即得到具有间隔设置的第一电极和第二电极的柔性PET基底，第一电极和第二电极的厚度为45nm，第一电极和第二电极之间形成沟道结构。
利用scotch胶带剥离黑磷，并将其粘贴到PDMS薄膜上，随后在二维材料定点转移平台将黑磷薄膜转移到柔性PET基底上，黑磷薄膜的厚度为17nm。利用scotch胶带剥离二硫化钼薄膜，并转移至柔性PET基底上，二硫化钼薄膜的厚度为12nm，黑磷薄膜和二硫化钼薄膜依次层叠设置在沟道结构内，得到黑磷/二硫化钼异质结，部分黑磷薄膜设置在第一电极表面，部分二硫化钼薄膜设置在第二电极表面。
将自修复材料均匀滴在第一电极和第二电极外周，成膜后利用金属镂空掩模板，用电子束蒸发仪分别蒸镀铬层和金层，形成电极基体，得到自修复电极，即制得基于黑磷/二硫化钼的光电探测器。
效果实施例
将实施例1和对比例制得的光电探测器放置在半导体特性分析仪配套的探针平台上，选取探针台配套的两个探针分别接触到探测器的第一电极和第二电极对应的自修复电极。打开半导体特性分析仪测试软件，漏极探针选择电压扫描模式，扫描范围为-1V～1V。运行测试软件，得到探测器在无光条件下I-V图。引入655nm的激光，调节其功率强度至150mW/cm2，垂直照射在该光电探测器上，设置第一电极电压为1V，第二电极电压为0V，运行软件，得到时间依赖的光开、关的I-t曲线图。结果如图4和图5所示，其中，图4为实施例1提供的基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器的测试结果图，图4中(a)为无光条件下的I-V曲线图，可以看出光电探测器整流效果明显，电压反向偏置时暗电流非常小；图4中(b)为在无光和有光交替出现时的I-t曲线图，可以看出有光时的电流与无光时的电流比值大，表示光电探测器的灵敏度高。图5为本发明对比例提供的基于黑磷/二硫化钼的光电探测器的测试结果图，图5中(a)为无光条件下的I-V曲线图，可以看出其整流效果不明显，电压反向偏置时暗电流很大；图5中(b)为在无光和有光交替出现时的I-t曲线图，可以看出有光时的电流与无光时的电流比值很小，表示光电探测器的灵敏度低。因此，本发明提供的基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器可以明显降低光电探测器的暗电流，提高光电探测器的灵敏度，使其可以快速响应。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器，其特征在于，包括基底、第一电极、第二电极、黑磷薄膜层、石墨烯层和二硫化钼层，所述第一电极和所述第二电极间隔设置在所述基底的一侧表面，所述第一电极和所述第二电极之间形成沟道结构，所述黑磷薄膜层、所述石墨烯层和所述二硫化钼层依次层叠设置在所述沟道结构内，所述第一电极和所述第二电极分别与所述黑磷薄膜层和所述二硫化钼层接触连接。
2.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，还包括自修复电极，所述自修复电极设置在所述第一电极和/或所述第二电极的表面。
3.如权利要求2所述的光电探测器，其特征在于，所述自修复电极包括电极基体和自修复层，所述自修复层设置在所述电极基体靠近所述第一电极和/或所述第二电极的一侧表面。
4.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述黑磷薄膜层在所述基底上的正投影与所述二硫化钼层在所述基底上的正投影的重合区域，与所述石墨烯层在所述基底上的正投影面积比为1：(0.2-5)。
5.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述黑磷薄膜层在所述基底上的正投影与所述二硫化钼层在所述基底上的正投影的重合区域，与所述石墨烯层在所述基底上的正投影完全重叠。
6.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述黑磷薄膜层的厚度为0.5nm-50nm，所述石墨烯层的厚度为0.3nm-15nm，所述二硫化钼层的厚度为0.6nm-50nm。
7.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，部分所述黑磷薄膜层设置在所述第一电极表面，部分所述二硫化钼层设置在所述第二电极表面。
8.如权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述基底的材质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯和聚二甲基硅氧烷中的至少一种，所述第一电极和所述第二电极的材质包括金、银、铂、铜、铬和钛中的至少一种。
9.一种基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器的制备方法，其特征在于，包括：
提供基底，在所述基底一侧表面沉积电极材料，形成间隔设置的第一电极和第二电极，其中，所述第一电极和所述第二电极之间形成沟道结构；
将黑磷薄膜、石墨烯薄膜和二硫化钼薄膜依次层叠设置在所述沟道结构内，所述第一电极和所述第二电极分别与所述黑磷薄膜和所述二硫化钼薄膜接触连接，得到基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，还包括：
将自修复材料涂覆在所述第一电极和/或所述第二电极的表面，形成自修复层；
在所述自修复层上沉积电极材料，形成自修复电极。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111554780A (zh) * 2020-05-14 2020-08-18 南方科技大学 一种具有异质结的中红外发光二极管及其制备方法
WO2021077838A1 (zh) * 2019-10-25 2021-04-29 深圳大学 基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器及其制备方法
CN112834465A (zh) * 2021-02-23 2021-05-25 深圳罗兹曼国际转化医学研究院 SPR生物传感芯片、芯片修饰方法、SARS-CoV-2检测试剂盒和检测方法
CN113035965A (zh) * 2021-03-04 2021-06-25 电子科技大学 一种基于硒化物/硫化物异质结的柔性光电探测器的制备方法
KR20220014629A (ko) * 2020-07-29 2022-02-07 광주과학기술원 이종접합 기반 다중층 채널을 사용한 삼진 논리소자
CN114047231A (zh) * 2021-11-04 2022-02-15 湖州师范学院 一种二极管型异质结气体传感器芯片及其制备方法
CN114551758A (zh) * 2022-02-14 2022-05-27 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 Oled显示面板及显示装置
CN118431328A (zh) * 2024-01-05 2024-08-02 国科大杭州高等研究院 具有全光调控放大响应的超宽带探测器件及其应用

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2975652A1 (en) * 2014-07-15 2016-01-20 Fundació Institut de Ciències Fotòniques Optoelectronic apparatus and fabrication method of the same
CN105489693A (zh) * 2015-12-31 2016-04-13 南京大学 基于二维层状薄膜材料p-g-n异质结光电子器件
CN105702775A (zh) * 2016-03-18 2016-06-22 电子科技大学 一种基于黑磷/二硫化钼异质结能量带隙可调的光探测器
CN105742394A (zh) * 2016-02-29 2016-07-06 北京邮电大学 一种基于黑磷/石墨烯异质结构的紫外探测器及其制备方法
CN106024861A (zh) * 2016-05-31 2016-10-12 天津理工大学 二维黑磷/过渡金属硫族化合物异质结器件及其制备方法
CN107527968A (zh) * 2017-07-16 2017-12-29 北京工业大学 一种石墨烯‑二硫化钼侧向异质结光电探测器结构
US20190055668A1 (en) * 2016-04-01 2019-02-21 Suzhou Institute of Nano- Tech and Nano-Bionics (Sinano), Chinese Academy of Sciences Black Phosphorus Crystal Having High Photoelectric Response Rate, Two-Dimensional Black Phosphorus PN Junction, and Preparation Method and Use Thereof
CN110118621A (zh) * 2018-02-06 2019-08-13 中国科学院深圳先进技术研究院 一种自修复柔性压力传感器及其制作方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012127244A2 (en) * 2011-03-22 2012-09-27 The University Of Manchester Transistor device and materials for making
CN103219403B (zh) * 2013-04-19 2016-06-08 苏州大学 基于二维层状原子晶体材料的光探测器
CN105590985B (zh) * 2015-12-31 2017-11-10 南京大学 基于二维层材料p‑i‑n异质结光电子器件
CN109742165A (zh) * 2019-01-02 2019-05-10 南京大学 一种基于二维层状材料的雪崩光电探测器及探测系统
CN111048619A (zh) * 2019-10-25 2020-04-21 深圳大学 基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器及其制备方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2975652A1 (en) * 2014-07-15 2016-01-20 Fundació Institut de Ciències Fotòniques Optoelectronic apparatus and fabrication method of the same
CN105489693A (zh) * 2015-12-31 2016-04-13 南京大学 基于二维层状薄膜材料p-g-n异质结光电子器件
CN105742394A (zh) * 2016-02-29 2016-07-06 北京邮电大学 一种基于黑磷/石墨烯异质结构的紫外探测器及其制备方法
CN105702775A (zh) * 2016-03-18 2016-06-22 电子科技大学 一种基于黑磷/二硫化钼异质结能量带隙可调的光探测器
US20190055668A1 (en) * 2016-04-01 2019-02-21 Suzhou Institute of Nano- Tech and Nano-Bionics (Sinano), Chinese Academy of Sciences Black Phosphorus Crystal Having High Photoelectric Response Rate, Two-Dimensional Black Phosphorus PN Junction, and Preparation Method and Use Thereof
CN106024861A (zh) * 2016-05-31 2016-10-12 天津理工大学 二维黑磷/过渡金属硫族化合物异质结器件及其制备方法
CN107527968A (zh) * 2017-07-16 2017-12-29 北京工业大学 一种石墨烯‑二硫化钼侧向异质结光电探测器结构
CN110118621A (zh) * 2018-02-06 2019-08-13 中国科学院深圳先进技术研究院 一种自修复柔性压力传感器及其制作方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XIAOLONG CHEN 等: "《Widely tunable black phosphorus mid-infrared photodetector》", 《NATURE COMMUNICATIONS》 *
胡伟达等: "《具有变革性特征的红外光电探测器》", 《物理学报》 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021077838A1 (zh) * 2019-10-25 2021-04-29 深圳大学 基于黑磷/石墨烯/二硫化钼异质结的光电探测器及其制备方法
CN111554780A (zh) * 2020-05-14 2020-08-18 南方科技大学 一种具有异质结的中红外发光二极管及其制备方法
KR20220014629A (ko) * 2020-07-29 2022-02-07 광주과학기술원 이종접합 기반 다중층 채널을 사용한 삼진 논리소자
KR102370741B1 (ko) * 2020-07-29 2022-03-07 광주과학기술원 이종접합 기반 다중층 채널을 사용한 삼진 논리소자
CN112834465B (zh) * 2021-02-23 2023-08-08 深圳罗兹曼国际转化医学研究院 SPR生物传感芯片、芯片修饰方法、SARS-CoV-2检测试剂盒和检测方法
CN112834465A (zh) * 2021-02-23 2021-05-25 深圳罗兹曼国际转化医学研究院 SPR生物传感芯片、芯片修饰方法、SARS-CoV-2检测试剂盒和检测方法
CN113035965A (zh) * 2021-03-04 2021-06-25 电子科技大学 一种基于硒化物/硫化物异质结的柔性光电探测器的制备方法
CN113035965B (zh) * 2021-03-04 2023-07-14 电子科技大学 一种基于硒化物/硫化物异质结的柔性光电探测器的制备方法
CN114047231A (zh) * 2021-11-04 2022-02-15 湖州师范学院 一种二极管型异质结气体传感器芯片及其制备方法
CN114047231B (zh) * 2021-11-04 2024-02-27 湖州师范学院 一种二极管型异质结气体传感器芯片及其制备方法
CN114551758A (zh) * 2022-02-14 2022-05-27 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 Oled显示面板及显示装置
WO2023151137A1 (zh) * 2022-02-14 2023-08-17 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 Oled显示面板及显示装置
CN118431328A (zh) * 2024-01-05 2024-08-02 国科大杭州高等研究院 具有全光调控放大响应的超宽带探测器件及其应用

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