CN111668325A - 一种基于碲烯的偏振光光电探测器及其制备方法和应用 - Google Patents
一种基于碲烯的偏振光光电探测器及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111668325A CN111668325A CN202010431621.0A CN202010431621A CN111668325A CN 111668325 A CN111668325 A CN 111668325A CN 202010431621 A CN202010431621 A CN 202010431621A CN 111668325 A CN111668325 A CN 111668325A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- substrate
- polarized light
- tellurite
- alkene
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 74
- -1 tellurium alkene Chemical class 0.000 claims abstract description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- SITVSCPRJNYAGV-UHFFFAOYSA-L tellurite Chemical compound [O-][Te]([O-])=O SITVSCPRJNYAGV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 42
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 30
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 21
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 21
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 15
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 14
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 13
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 claims description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 5
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 5
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 4
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 3
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 2
- 230000004298 light response Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 17
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 11
- 230000004044 response Effects 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 241000220225 Malus Species 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007888 film coating Substances 0.000 description 1
- 238000009501 film coating Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XSOKHXFFCGXDJZ-UHFFFAOYSA-N telluride(2-) Chemical compound [Te-2] XSOKHXFFCGXDJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical group [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/0272—Selenium or tellurium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
- H01L31/115—Devices sensitive to very short wavelength, e.g. X-rays, gamma-rays or corpuscular radiation
- H01L31/119—Devices sensitive to very short wavelength, e.g. X-rays, gamma-rays or corpuscular radiation characterised by field-effect operation, e.g. MIS type detectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
本发明提供了一种基于碲烯的偏振光光电探测器，包括衬底和设置于衬底上的碲烯层、以及设置于碲烯层上的源电极和漏电极，所述源电极与漏电极设置成通过碲烯层间接连接；所述碲烯层的厚度小于等于20nm。本发明基于碲烯的偏振光光电探测器具有高的偏振光响应差异的同时，还具有小型便携、操作方便、数据处理简易等优点。本发明还提供了基于碲烯的偏振光光电探测器的制备方法及其在偏振光探测上的应用。
Description
技术领域
本发明涉及半导体电子器件领域，具体涉及一种基于碲烯的偏振光光电探测器，本发明还涉及该基于碲烯的偏振光光电探测器的制备方法，本发明还涉及该基于碲烯的偏振光光电探测器在光探测领域的应用。
背景技术
各向光在传播过程中振动方向对于传播方向的不对称性叫做偏振，偏振是光作为电磁波的重要特征之一。偏振光探测在线性偏光镜(LPL)、偏振遥感以及医疗诊断治疗等方面已展现出广泛的应用前景。
线偏振光的检验有两重含义：确定被检光是否是线偏振光和测定线偏振光的振动方向。其中，判定是否为线偏光需要根据马吕斯定律：如果被检光是线偏光，则令它通过一个主方向已知的线偏器后，应该观察到透射光强随元件主方向旋转而变化的现象；并且，当元件主方向位在某个方位时，透射光强度为零。反之，则不能观察到零透射光强。对于线偏振光振动方向的检测，通常使用两种方法：单线偏器检验与半影式检偏器。这两种方法都不是直接获取光的偏振参数的方法。
光电探测器是指利用光电导效应对特定波长或者特定波段的电磁波进行测量的装置。其探测机制是基于功能材料吸收光并将其转化成电信号。线偏振光电探测器对线偏振光的探测具有检测速度快、检测极限值低等优点。碲烯是一种新兴的二维材料，具有高载流子迁移率，并且能够在空气中稳定存在较长时间。但是，目前市面上还没有一种利用碲烯的特殊光响应功能制备的光电探测器。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于碲烯的偏振光光电探测器，本发明还提供了一种基于碲烯的偏振光光电探测器的制备方法，本发明还提供了上述基于碲烯的偏振光光电探测器在偏振光探测领域的应用。通过提供了一种新型的基于碲烯的偏振光光电探测器及其制备方法和应用，以丰富现有光电探测器的种类，为偏振光的探测提供一种快速响应、小型便携、操作方便、数据处理简易的光电探测器。
第一方面，本发明提供了一种基于碲烯的偏振光光电探测器，包括衬底和设置于衬底上的碲烯层、以及设置于碲烯层上的源电极和漏电极，所述源电极与漏电极设置成通过碲烯层间接连接；
所述碲烯层的厚度小于等于20nm。
本发明基于碲烯的偏振光光电探测器，包括衬底和设置于衬底上的碲烯层，其中碲烯层的厚度小于等于20nm，二维碲烯层内存在zigzag、armchair两个方向，在这两个方向上碲原子的排列存在结构差异，这使得由碲烯制成的光电探测器对不同偏振方向的线偏振光产生不同的光响应。利用这一特点设计的偏振光探测器，是有效获取光偏振信息的途径。碲烯层上设有源电极和漏电极，源电极与漏电极设置成通过碲烯层间接连接(指得是源电极与漏电极非直接连接，源电极与漏电极彼此隔开，无法直接电导通，而是通过碲烯层实现电导通)。当在基底上设置栅极探针时提供一个电势，二维碲烯层形成半导体沟道效应，基于二维碲烯层对不同的偏振光的不同光电响应产生不同的光电势，二维碲烯层与固定的栅极探针结合形成栅极电压，能够控制源、漏极之间的电流大小，由此获得对应于不同偏振光的不同电流大小，进而用于偏振光的探测。本发明基于碲烯的偏振光光电探测器具有高的偏振光响应差异的同时，还具有小型便携、操作方便、数据处理简易等优点。
在本发明一具体实施方式中，所述衬底为二氧化硅衬底，所述二氧化硅衬底的厚度为200～500nm。二氧化硅衬底起到隔离层的作用，防止栅极与源、漏电极之间导通，进而干扰电流检测。
优选的，还包括基底层，所述基底层为n型或者p型掺杂的硅制成的硅基底层。n型或者p型掺杂的硅制成的硅基底层能够增强硅基底层的电导特性，方便设置栅极，也能起到支撑探测器整体结构的作用。
优选的，所述硅基底层的厚度为300～500μm，所述硅基底层的电阻率为1～10Ω·cm。
优选的，所述源电极及漏电极均包括铬层和金层，所述铬层设于碲烯层与金层之间；
其中，所述铬层的厚度为5～10nm，所述金层的厚度为40～100nm。铬/金电极既具有较好的导电性，也具有较好的化学稳定性。
第二方面，本发明还提供了一种基于碲烯的偏振光光电探测器的制备方法，包括以下步骤：
制备衬底和碲烯层：提供衬底和碲烯的乙醇分散液，将碲烯的乙醇分散液滴加到衬底上、干燥，制得衬底和碲烯层；
制备电极图案：在衬底上旋涂光刻胶PMMA、烘干，使用电子束对光刻胶进行曝光后，显影得到电极图案，所述电极图案设于碲烯层上，且电极图案用于暴露碲烯层的表面；
制备基于碲烯的偏振光光电探测器：在电极图案处沉积电极且电极与碲烯层连接，制得基于碲烯的偏振光光电探测器。
优选的，在制备衬底和碲烯层步骤中，所述衬底为二氧化硅衬底，且所述二氧化硅衬底上(此处的“上”指的是二氧化硅衬底与硅基底相互连接，并非严格的上下位置关系)设有p型或n型掺杂的硅基底；
优选的，用硅片刀将商业用标准4英寸p型或n型掺杂的单抛氧化硅片切成1×1cm2大小。后通过丙酮溶液、异丙醇溶液浸泡并分别超声2-10分钟，再用氮气吹干待用。该步骤保证衬底表面干净无异物，避免杂质影响器件性能。
优选的，用滴管取若干滴碲烯的乙醇分散液滴至二氧化硅衬底上，用氮气吹干，制得衬底和碲烯层。
优选的，在制备电极图案步骤中，在二氧化硅衬底上旋涂光刻胶PMMA，转速为300～4000转/分钟，旋涂9～60秒，转移至加热板上烘干1～5分钟，烘干温度为80～150摄氏度；
使用电子束对涂有光刻胶的二氧化硅衬底进行曝光，曝光区为选定的碲烯材料区域，后通过显影技术，实现将设计的电极图案转移到样品上。
优选的，在制备基于碲烯的偏振光光电探测器步骤中，通过热蒸镀的方法在电极图案处先后蒸镀5～10nm的铬和40～100nm的金；
将蒸镀得到的电极放入丙酮中浸泡，同时加热10～20分钟，加热温度设为30～50摄氏度，后取出样品、氮气吹干，制得基于碲烯的偏振光光电探测器。
本发明第二方面提供的基于碲烯的偏振光光电探测器的制备方法，步骤简单，成本低，可用于大规模工业化生产。该方法制得的基于碲烯的偏振光光电探测器基于二维碲烯纳米薄膜层不同偏振方向上的光电响应，能够高效检测出不同的偏振光，在偏振光探测领域具有巨大的潜在应用。
第三方面，本发明还提供了一种如本发明第一方面所述的基于碲烯的偏振光光电探测器在偏振光探测上的应用。
本发明基于碲烯的偏振光光电探测器在偏振光探测上的应用，具有响应速度快、检测限高、检测结果准确度高等优点。
本发明的优点将会在下面的说明书中部分阐明，一部分根据说明书是显而易见的，或者可以通过本发明实施例的实施而获知。
附图说明
为更清楚地阐述本发明的内容，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。
图1为本发明一实施方式提供的基于碲烯的偏振光光电探测器的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的基于碲烯的偏振光光电探测器的制备流程图；
图3为本发明实施例2提供的基于碲烯的偏振光光电探测器进行线偏振光探测的结果图(从上往下依次为1V、-1V、0.5V、-0.5V对应的测试曲线)。
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。
如图1所示，为本发明提供的一种基于碲烯的偏振光光电探测器，包括衬底2和设置于衬底2上的碲烯层3，以及设置于碲烯3上的源电极4和漏电极5，源电极4与漏电极5设置成通过碲烯层3间接连接。此处的间接连接指得是源电极4与漏电极5非直接连接、电导通，源电极4与漏电极5彼此隔开，无法直接电导通，而是通过碲烯层3实现电导通。其中，碲烯层的厚度小于等于20nm，属于二维碲烯层纳米半导体材料。当在衬底上设置栅极探针时提供一个电势，二维碲烯层形成半导体沟道效应，基于二维碲烯层对不同的偏振光的不同光电响应产生不同的光电势，二维碲烯层与固定的栅极探针结合形成栅极电压，能够控制源、漏极之间的电流大小，由此获得对应于不同偏振光的不同电流大小，进而用于偏振光的探测。
优选的，衬底2为二氧化硅衬底，二氧化硅衬底的厚度可以为200～500nm。
优选的，基于碲烯的偏振光光电探测器还包括基底层1，基底层1为n型或者p型掺杂的硅制成的硅基底层。
优选的，硅基底层的厚度为300～500μm，例如可以是300μm、400μm、500μm。硅基底层的电阻率为1～10Ω·cm，例如可以是1Ω·cm、3Ω·cm、5Ω·cm、7Ω·cm、8Ω·cm、10Ω·cm。
优选的，源电极4及漏电极5均包括铬层和金层，其中，铬层设于碲烯层3与金层之间。铬层的厚度为5～10nm，例如可以是5nm、7nm、9nm、10nm。金层的厚度为40～100nm，例如可以是40nm、60nm、80nm、100nm。
以下通过具体实施例详细阐述基于碲烯的偏振光光电探测器的制备过程以及制得的基于碲烯的偏振光光电探测器。
实施例1
如图2所示，一种基于碲烯的偏振光光电探测器的制备方法，该方法包括以下步骤：
衬底准备：用硅片刀将商业用标准4英寸p型掺杂的单抛氧化硅片(硅部分的厚度为500um，电阻率为1～10Ω·cm，SiO2厚度为285nm)切成1×1cm2大小。后通过丙酮溶液、异丙醇溶液浸泡并分别超声5分钟，再用氮气吹干，得到硅片衬底。
样品制备：碲烯保存在乙醇溶液中，将保存在乙醇溶液中的碲烯超声1分钟后，用滴管取3滴滴至衬底准备步骤中准备好的待用硅片衬底上，并用氮气吹干。
匀胶烘干：在上述硅片衬底上方旋涂光刻胶PMMA A4，转速为750转/分钟，持续9秒；再4000转/分钟旋涂60秒，然后在加热板上烘干5分钟，烘干温度为150摄氏度。
电子束曝光与显影。使用电子束对涂有光刻胶的样品进行曝光，后通过显影技术得到所设计的电极图案。
镀膜与去金：通过热蒸镀的方法使用镀膜仪先后蒸镀10nm的铬和80nm的金。将蒸金得到的电极样品放入丙酮中浸泡，同时使用加热板对其加热15分钟，加热板温度设为50摄氏度，后取出样品，用氮气吹干待用，制得基于碲烯的偏振光光电探测器。
实施例2
基于碲烯的偏振光光电探测器进行线偏振光探测的测试方法，该方法包括以下步骤：
(1)取实施例1制作好的基于碲烯的偏振光光电探测器，在硅片的表面的一角用硅片划开二氧化硅层。
(2)使用半导体特性分析仪实施测试，将该硅片放在配套的探针平台上，通过CCD成像系统找到硅片上探测器的准确位置。
(3)操作探针平台的探针移动旋钮，使三个探针分别接触探测器的源、漏电极、以及步骤(1)中划开的二氧化硅层(作为探测器的背栅电极)。
(4)运行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,设置源极电压为0V，栅极电压为-10V。
(5)运行测试软件，得到探测器在无光条件下电学测试图。
(6)引入405nm线偏振光激光器，垂直照射在基于Te的线偏振光光电探测器上，在激光光源与光电探测器之间加入半波片，调整使得光路保持一致。在其它实施方式中，还可以选用此光电探测器有明显光响应的其它任意波长的激光。
(7)设定特定的激光功率，测试探测器在有光条件下电学测试图。
(8)旋转波片角度，分别记录当半波片旋转15°，30°，45°，60°，75°，90°，105°，120°，135°，150°，165°，180°(由物理光学知识知偏振光偏振方向对应旋转30°，60°，90°，120°，150°，180°，210°，240°，270°，300°，360°)情况下的电学测试数据。
(9)取(8)得到的测试数据，选择漏电压分别为-1V、-0.5V、0.5V、1V下的漏电流值，绘图得到该探测器对不同偏振方向的偏振光的电流响应强度图(参见图3)。
由图3知，该探测器对不同偏振方向的偏振光表现出明显不同的电流响应强度，即碲烯制成的光电探测器对不同偏振方向的线偏振光产生不同的光响应，因此该光电探测器可用于对线偏振光的检测。
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)
1.一种基于碲烯的偏振光光电探测器，其特征在于，包括衬底和设置于衬底上的碲烯层、以及设置于碲烯层上的源电极和漏电极，所述源电极与漏电极设置成通过碲烯层间接连接；
所述碲烯层的厚度小于等于20nm。
2.如权利要求1所述的基于碲烯的偏振光光电探测器，其特征在于，所述衬底为二氧化硅衬底，所述二氧化硅衬底的厚度为200～500nm。
3.如权利要求1所述的基于碲烯的偏振光光电探测器，其特征在于，还包括基底层，所述基底层为n型或者p型掺杂的硅制成的硅基底层。
4.如权利要求3所述的基于碲烯的偏振光光电探测器，其特征在于，所述硅基底层的厚度为300～500μm，所述硅基底层的电阻率为1～10Ω·cm。
5.如权利要求1所述的基于碲烯的偏振光光电探测器，其特征在于，所述源电极及漏电极均包括铬层和金层，所述铬层设于碲烯层与金层之间；
其中，所述铬层的厚度为5～10nm，所述金层的厚度为40～100nm。
6.一种基于碲烯的偏振光光电探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备衬底和碲烯层：提供衬底和碲烯的乙醇分散液，将碲烯的乙醇分散液滴加到衬底上、干燥，制得衬底和碲烯层；
制备电极图案：在衬底上旋涂光刻胶PMMA、烘干，使用电子束对光刻胶进行曝光后，显影得到电极图案，所述电极图案设于碲烯层上，且电极图案用于暴露碲烯层的表面；
制备基于碲烯的偏振光光电探测器：在电极图案处沉积电极且电极与碲烯层连接，制得基于碲烯的偏振光光电探测器。
7.如权利要求6所述的基于碲烯的偏振光光电探测器的制备方法，其特征在于，在制备衬底和碲烯层步骤中，所述衬底为二氧化硅衬底，且所述二氧化硅衬底上设有p型或n型掺杂的硅基底；
用滴管取若干滴碲烯的乙醇分散液滴至二氧化硅衬底上，用氮气吹干，制得衬底和碲烯层。
8.如权利要求6所述的基于碲烯的偏振光光电探测器的制备方法，其特征在于，在制备电极图案步骤中，在二氧化硅衬底上旋涂光刻胶PMMA，转速为300～4000转/分钟，旋涂9～60秒，转移至加热板上烘干1～5分钟，烘干温度为80～150摄氏度；
使用电子束对涂有光刻胶的二氧化硅衬底进行曝光，再通过显影技术得到电极图案。
9.如权利要求6所述的基于碲烯的偏振光光电探测器的制备方法，其特征在于，在制备基于碲烯的偏振光光电探测器步骤中，通过热蒸镀的方法在电极图案处先后蒸镀5～10nm的铬和40～100nm的金；
将蒸镀得到的电极放入丙酮中浸泡，同时加热10～20分钟，加热温度设为30～50摄氏度，后取出样品、氮气吹干，制得基于碲烯的偏振光光电探测器。
10.如权利要求1-5任一项所述的基于碲烯的偏振光光电探测器在偏振光探测上的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010431621.0A CN111668325A (zh) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 一种基于碲烯的偏振光光电探测器及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010431621.0A CN111668325A (zh) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 一种基于碲烯的偏振光光电探测器及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111668325A true CN111668325A (zh) | 2020-09-15 |
Family
ID=72384053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010431621.0A Pending CN111668325A (zh) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 一种基于碲烯的偏振光光电探测器及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111668325A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113437166A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-09-24 | 华南师范大学 | 一种基于二维层状半导体材料的范德华异质结偏振光探测器及其制备方法 |
| CN113921706A (zh) * | 2021-08-31 | 2022-01-11 | 苏州科技大学 | 一种基于二维碲烯纳米线的场效应忆阻器及其制作方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108313987A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-07-24 | 深圳大学 | 二维碲纳米片及其制备方法和应用 |
| CN108447691A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-08-24 | 深圳大学 | 光探测器及其制备方法 |
| US20180362342A1 (en) * | 2017-06-19 | 2018-12-20 | Purdue Research Foundation | Substrate-free 2d tellurene |
| CN109103275A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-12-28 | 深圳大学 | 基于二维碲纳米片的固体光探测器及其制备方法 |
| CN109459137A (zh) * | 2018-09-12 | 2019-03-12 | 深圳大学 | 偏振光探测器及偏振光的探测方法 |
| CN109825021A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-05-31 | 张晗 | 一种含碲烯的聚合物薄膜及其制备方法和应用 |
-
2020
- 2020-05-20 CN CN202010431621.0A patent/CN111668325A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180362342A1 (en) * | 2017-06-19 | 2018-12-20 | Purdue Research Foundation | Substrate-free 2d tellurene |
| CN108313987A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-07-24 | 深圳大学 | 二维碲纳米片及其制备方法和应用 |
| CN108447691A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-08-24 | 深圳大学 | 光探测器及其制备方法 |
| CN109103275A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-12-28 | 深圳大学 | 基于二维碲纳米片的固体光探测器及其制备方法 |
| CN109459137A (zh) * | 2018-09-12 | 2019-03-12 | 深圳大学 | 偏振光探测器及偏振光的探测方法 |
| CN109825021A (zh) * | 2018-12-27 | 2019-05-31 | 张晗 | 一种含碲烯的聚合物薄膜及其制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| YIXIU WANG ET AL: "Field-effect transistors made from solution-grown two-dimensional tellurene", 《NATURE ELECTRONICS》 * |
| ZHE SHI ET AL: "Two‑Dimensional Tellurium: Progress, Challenges,and Prospects", 《NANO-MICRO LETTERS》 * |
| ZHONGJIAN XIE ET AL: "Ultrathin 2D Nonlayered Tellurium Nanosheets: Facile Liquid-Phase Exfoliation, Characterization, and Photoresponse with High Performance and Enhanced Stability", 《ADV. FUNCT. MATER.》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113437166A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-09-24 | 华南师范大学 | 一种基于二维层状半导体材料的范德华异质结偏振光探测器及其制备方法 |
| CN113921706A (zh) * | 2021-08-31 | 2022-01-11 | 苏州科技大学 | 一种基于二维碲烯纳米线的场效应忆阻器及其制作方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4827212A (en) | Noninvasive method and apparatus for characterization of semiconductors | |
| CN113437166B (zh) | 一种基于二维层状半导体材料的范德华异质结偏振光探测器及其制备方法 | |
| CN111668325A (zh) | 一种基于碲烯的偏振光光电探测器及其制备方法和应用 | |
| US4473795A (en) | System for resist defect measurement | |
| JPH0684942B2 (ja) | 薄層試料の厚さと組成変数との両方を求める装置 | |
| CN109459137A (zh) | 偏振光探测器及偏振光的探测方法 | |
| CN107863402A (zh) | 一种近红外光电探测器及其制备方法 | |
| JP2008304452A (ja) | 非振動式接触電位差センサおよび制御された照射を利用した半導体検査システムおよび装置 | |
| US20080036464A1 (en) | Probes and methods for semiconductor wafer analysis | |
| WO2021114905A1 (zh) | 一种各向异性器件及其制备方法和应用 | |
| US20100224913A1 (en) | One-dimensional FET-based corrosion sensor and method of making same | |
| Moritz et al. | Photocurrent measurements for laterally resolved interface characterization | |
| CN113130704A (zh) | 基于CrPS4偏振敏感的光电探测器的制备方法 | |
| KR102128827B1 (ko) | 소규모 변위를 측정하기 위한 디바이스들 및 방법들 | |
| Truong et al. | A Partially Etched Structure of Light‐Addressable Potentiometric Sensor for High‐Spatial‐Resolution and High‐Speed Chemical Imaging | |
| US5138256A (en) | Method and apparatus for determining the thickness of an interfacial polysilicon/silicon oxide film | |
| JPS60237350A (ja) | 半導体特性測定装置 | |
| CN108550640A (zh) | 碲化镉纳米晶复合的宽波段黑磷光电探测器及其制备方法 | |
| CN109087968A (zh) | 基于二维硒纳米片的固体光探测器及其制备方法 | |
| Kubaščík et al. | Terahertz probing of anisotropic conductivity and morphology of CuMnAs epitaxial thin films | |
| JP3766261B2 (ja) | 走査型静電容量顕微鏡による測定方法および測定装置 | |
| Antoniou et al. | Scanning microwave impedance microscopy for materials metrology | |
| RU2515415C1 (ru) | Способ контроля дефектности эпитаксиальных слоев кремния на диэлектрических подложках | |
| JP2019070557A (ja) | カロリメトリックセンサ、その製造方法、それを用いた検査装置 | |
| Nguyen | New materials for electronics applications: nafion-gated nanowire field-effect transistors and metal-organic framework (MOF) single crystals |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200915 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |