CN114864711B - 基于极性二维材料量子阱的pn型β-Ga2O3日盲深紫外光电探测器 - Google Patents

基于极性二维材料量子阱的pn型β-Ga2O3日盲深紫外光电探测器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于极性二维材料量子阱的pn型β‑Ga2O3日盲深紫外光电探测器，主要解决现有pn结型光电探测器内部增益不足的问题。其自下而上设有衬底(1)、β‑Ga2O3层(2)、多量子阱层(3)和NiO层(4)，其中，多量子阱层(3)由α‑In2Se3与MoSSe两种二维层状极性材料构成，其位于β‑Ga2O3层的一端上部；β‑Ga2O3层的另一端上设有负电极(6)，NiO层上部设有正电极(5)。本发明由于在β‑Ga2O3层与NiO层之间增设了多量子阱层，利用其量子限制斯塔克效应和单极载流子输运的效果，增加了器件的光导增益，提高了器件的量子效率和响应度，可用于火灾预警、目标识别和信息通讯。

Description

基于极性二维材料量子阱的pn型β-Ga2O3日盲深紫外光电探 测器
技术领域
本发明属于半导体器件技术领域，具体涉及一种日盲深紫外光电探测器，可用于火灾预警、目标识别和信息通讯。
背景技术
β-Ga2O3是一种新型的宽禁带半导体材料，具有～4.9eV的超宽带隙和优良的化学稳定性及热稳定性。其能够对日盲深紫外光产生光电响应特性，进而在火灾预警、目标识别、信息通讯等领域具有重要的应用潜力。同时氧化镓与其他材料相比具有许多天然优势，特别是在开发自驱动日盲深紫外光电探测器方面。由于固有的缺氧、氢掺杂、硅杂质等，氧化镓表现为n型半导体。因此，它可以与一些p型半导体材料构成自驱动日盲深紫外光电探测器的pn结。
氧化镍作为一种天然的p型氧化物半导体，拥有3.2-3.8eV宽带隙、良好的化学稳定性、110meV较大的激子结合能、无毒性和高可见光透光率。利用氧化镓和氧化镍两种材料可以构建一种pn结型自驱动日盲深紫外光电探测器。如图1所示，其自下而上包括设衬底、n型氧化镓层、p型氧化镍层，在n型氧化镓层和p型氧化镍层上分别设有两块电极，构成p-NiO/n-Ga2O3 pn结型日盲深紫外光电探测器，这种常规的p-NiO/n-Ga2O3pn结型可以实现自驱动，并具有快速响应等特征，但是由于其内部增益低，导致探测器的响应度低，从而制约了β-Ga2O3日盲深紫外光电探测器的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出一种基于极性二维材料量子阱的pn型β-Ga2O3日盲深紫外光电探测器，以提高探测器的内部增益，扩大其应用。
实现本发明目的的技术方案如下：
1.一种基于极性二维材料量子阱的pn型β-Ga2O3日盲深紫外光电探测器,自下而上包括衬底1、β-Ga2O3层2、NiO层4，且NiO层4位于β-Ga2O3层2一端，该NiO层4上设有电极5，β-Ga2O3层2的另一端上设有电极6，其特征在于，在β-Ga2O3层2与NiO层4之间插有多量子阱3，用于提高器件内部增益。
进一步，所述多量子阱3由两种单层具有自发极性的二维层状材料单层构成。
进一步，所述衬底1为蓝宝石衬底或SiO2/Si衬底。
进一步，所述电极5采用Au、Al和Ti/Au中的任意一种金属或合金，通过掩模版在NiO层4上淀积出电极，厚度为100nm。
2.一种制作上述光电探测器的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)选用衬底并进行清洗吹干；
2)在清洗后的衬底上通过磁控溅射生长厚度为100nm-200nm的β-Ga2O3层；
3)重新选取n个衬底并清洗吹干，将预处理后衬底放置在生长室中，将In2Se3粉末放置在石英管中作为前驱体，使用高纯度的氩气作为载气，分别在清洗后的n个衬底上通过物理气相沉积法生长单层α-In2Se3，得到n个单层α-In2Se3，n取4或5；
4)制备单层MoSSe：
4.1)再重新选取n-1个衬底并清洗吹干，将清洗之后的衬底放入管式炉沉积区，使用纯度大于99.5％的硫粉和MoO3粉通过化学气相沉积法在n-1个衬底上生长单层MoS2，得到n-1个单层MoS2；
4.2)将生长有MoS2的样件置于石英管中，用H原子替代单层MoS2顶层的S原子，形成MoSH材料，再通过硒化将H原子替换为Se原子，得到n-1个单层MoSSe；
5)搭建多量子阱结构：
5.1)取出所有制备在衬底上的单层MoSSe以及单层α-In2Se3，使用湿法刻蚀去除衬底；
5.2)使用聚合物聚二甲基硅氧烷PDMS和聚甲基丙烯酸甲酯PMMA转印的方式将步骤5.1)中一个去除衬底的α-In2Se3层转移到β-Ga2O3层的一端；
5.3)再使用聚合物聚二甲基硅氧烷PDMS和聚甲基丙烯酸甲酯PMMA转印的方式将步骤5.1)中一个去除衬底的MoSSe层转移到步骤5.2)已转移的α-In2Se3层上；
5.4)再使用聚合物聚二甲基硅氧烷PDMS和聚甲基丙烯酸甲酯PMMA转印的方式将步骤5.1)中另一个去除衬底的α-In2Se3层转移到步骤5.3)已转移的MoSSe层上；
5.5)重复步骤5.3)和5.4)共n-1次，最终在β-Ga2O3层上形成三至四层的多量子阱结构α-In2Se3/MoSSe/α-In2Se3/……/MoSSe/α-In2Se3；
6)重新选取另一衬底并清洗吹干，选择纯度为99.99％的高纯度氧化镍陶瓷靶材，采用磁控溅射法在该清洗后的衬底上生长NiO薄膜，并使用湿法刻蚀去除衬底后再按照与步骤5.2)相同的转移方法将其转移到步骤5.5)形成的多量子阱上；
7)通过掩膜版在步骤6)转移后的NiO薄膜上部和β-Ga2O3层的另一端上分别淀积100nm的电极，完成器件制作。
本发明与现有的技术相比，具有如下优点：
本发明使用两种单层二维层状极性材料α-In2Se3与MoSSe构建量子阱，由于这两者材料均具有自发极化特性，自带内建电场，因而插入利用此种材料构建的量子阱的光电探测器与现有的常规pn结型光电探测器相比不仅可以有效抑制激子的复合，延长载流子寿命，而且可捕获部分空穴，进而实现单极载流子输运，最终增加光导增益，提高器件量子效率以及响应度。
附图说明
图1为现有的p-NiO/n-Ga2O3 pn结型光电探测器垂直结构示意图；
图2为本发明基于极性二维材料量子阱的pn型β-Ga2O3日盲深紫外光电探测器垂直结构示意图；
图3为现有单量子阱中的QCSE能带示意图；
图4为本发明制作图2器件的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实例做进一步详细描述。
本实例的核心由α-In2Se3和MoSSe两种二维层状极性材料的多量子阱结构，并将其插入到p-NiO与n-Ga2O3之间，提高光导增益。该种材料具有较强的自发极化特性，大多数二维极性材料已被发现可以保持其自发极化到单层极限，可以在量子阱结构中产生较强的内置电场。量子阱中电荷极性相反的载流子可以被内置的电场分离，然后集中在不同的区域，这种现象称为量子限制斯塔克效应QCSE，如图3所示。这种效应会导致电子和空穴的波函数重叠减少，造成复合概率被抑制。相应地，利用量子阱可以明显延长载流子的寿命，从而产生光导增益。由于空穴的有效质量比电子的要高得多，而且电子的谷间散射比空穴的要小得多，因此空穴比电子更容易被量子阱所限制，可实现单极载流子输运，并将增加光导增益。
本实例利用量子阱的强大的强空穴约束效应和QCSE效应，使用带隙较大的α-In2Se3层夹住带隙小的MoSSe层形成量子阱，再反复累加构成多量子阱。通过多量子阱引入光导增益，提高量子效率，进而提高响应度。
参照图2，本实例基于极性二维材料量子阱的pn型β-Ga2O3日盲深紫外光电探测器，包括衬底1、β-Ga2O3层2、多量子阱层3、NiO层4、正电极5和负电极6。其中：
所述的衬底1，采用蓝宝石衬底或者SiO2/Si衬底，厚度为100～300nm；
所述的β-Ga2O3层2，位于衬底1上部，其厚度为150～200nm；
所述的多量子阱层3，位于β-Ga2O3层2的一端上部，由α-In2Se3与MoSSe两种二维层状极性材料构成，其厚度为7～9nm；
所述的NiO层4，位于多量子阱层3的上部，其厚度为100～150nm；
所述的正电极5位于NiO层4上部，负电极6位于β-氧化镓层2的另一端上，该电极均采用金、铝和钛金中的任意一种金属或合金，厚度为100～150nm。
参照图4，制作上述器件的方法给出如下三种实施例。
实施例1：制备蓝宝石衬底厚度为100nm；β-Ga2O3层厚度为150nm；多量子阱层数为三，厚度为7nm；NiO层厚度为100nm；电极采用Au金属，厚度为100nm的基于极性二维材料量子阱的pn型β-Ga2O3日盲深紫外光电探测器。
步骤1：预处理衬底。
选用厚度为100nm、大小为15mm×15mm的蓝宝石衬底，依次将其放入丙酮溶液中超声清洗15min，再放入H2SO4：H3PO4为3：1的混合溶液中煮沸清洗10min，最后放入去离子水中清洗10min，反复3次，取出后使用N2吹干。
步骤2：制备β-Ga2O3薄膜。
2.1)将预处理之后的蓝宝石衬底放入生长室中选择纯度为99.99％的高纯度氧化镓陶瓷靶材，使用纯度大于99.99％的高纯度氩气作为溅射气体；
2.2)使用真空泵将生长室内的真空度抽至为8×10-4Pa以下，在磁控溅射开始前先使用挡板挡住衬底，设置溅射的工作功率为120W，通入溅射气体后，控制压强为0.5Pa，预溅射5min，去除靶材表面的杂质；
2.3)预溅射结束后，移开挡板，再正式溅射50min，以在衬底上溅射生长150nm厚的β-Ga2O3层。
步骤3：制备四个单层α-In2Se3。
3.1)采用物理气相沉积法制备一个单层α-In2Se3：
重新选取蓝宝石衬底，并进行与步骤1相同的预处理，将预处理后衬底放置在生长室中，将In2Se3粉末放置在石英管中作为前驱体，使用高纯度的氩气作为载气，在标准大气压下以850℃的温度加热，加热9min，以得到一个单层α-In2Se3。
3.2)重复步骤3.1)共4次，以得到四个单层α-In2Se3。
步骤4：制备三个单层MoSSe。
4.1)采用化学气相沉积法制备单层MoS2：
4.1.1)使用纯度大于99.5％的硫粉和MoO3粉，重新选选取蓝宝石衬底，并进行与步骤1相同的预处理，将预处理之后的蓝宝石衬底放入管式炉沉积区；
4.1.2)将硫粉置于管式炉进气端，设定加热温度为180℃；
4.1.3)将MoO3粉置于管式炉中部的高温区，设定加热温度为780℃；
4.1.4)通入氩气后加热，当温度达到设定值后，保持15min，生长完毕后得到单层MoS2；
4.2)将化学气相沉积法制备得到的MoS2置于石英管中，在石英管的上游15cm处放置等离子线圈，并在第一温区预先放置Se粉，为下一步硒化做准备。以0.5Pa作为底压，向其中通入20sccm流量的高纯度氢气，保持工作气压为10Pa，保持20W的射频功率，等待1min，使H原子替代单层MoS2顶层的S原子，形成MoSH；
4.3)使用磁铁将MoSH材料移动到第二温区；设置第一温区的加热温度为240℃，加热Se粉；设置第二温区的加热温度为400℃，使用5sccm的氢气和65sccm的氩气作为载气，保持压强为50Pa，进行硒化，硒化1h后得到一个单层MoSSe；
4.4)重复步骤4.1)至4.3)共3次，以得到三个单层MoSSe。
步骤5：搭建多量子阱结构。
5.1)取出所有制备在各自衬底上的α-In2Se3材料和MoSSe材料，在它们表面旋涂一层100nm厚的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA，在100℃下加热5min并烘干；然后将其放进10％浓度的氢氟酸溶液中，湿法刻蚀60min，去除其衬底；
5.2)使用载玻片将步骤5.1)中一个去除衬底的α-In2Se3材料放到去离子水中冲洗20min，反复3次后烘干，再将α-In2Se3/PMMA的复合体转移到β-Ga2O3的一端，用丙酮清洗去除PMMA；
5.3)使用与步骤5.2)同样的转移方法，再将步骤5.1)中一个去除衬底的MoSSe材料转移到步骤5.2)已转移的α-In2Se3层上；
5.4)使用与步骤5.2)同样的转移方法，再将步骤5.1)中另一个去除衬底的α-In2Se3层转移到步骤5.3)已转移的MoSSe层上；
5.5)重复步骤5.3)和5.4)共3次，最终在β-Ga2O3层上形成三层多量子阱结构α-In2Se3/MoSSe/α-In2Se3/MoSSe/α-In2Se3/MoSSe/α-In2Se3。
步骤6：制备并转移NiO薄膜。
6.1)重新选取蓝宝石衬底，并进行与步骤1相同的预处理，将预处理之后的蓝宝石衬底放入生长室中，选择纯度为99.99％的高纯度氧化镍陶瓷靶材，使用40sccm的高纯度氩气作为溅射气体，使用10sccm的高纯度氧气作为反应气体；
6.2)使用真空泵将生长室内的真空度抽至为6×10-4Pa以下，在磁控溅射开始前先使用挡板挡住衬底，设置溅射的工作功率为100W，通入溅射气体后，控制压强为0.3Pa，，预溅射5min，去除靶材表面的杂质；
6.3)预溅射结束后，移开挡板，再正式溅射67min，开始在衬底上溅射生长NiO层，以获得100nm厚的NiO薄膜；
6.4)再通过与步骤4相同的转移方法将NiO薄膜转移到步骤5形成的三层多量子阱上。
步骤7：制备电极。
通过掩膜版在步骤6转移后的NiO薄膜和β-Ga2O3层的另一端上分别淀积厚度为100nm的Au电极，完成器件制造。
实施例2：制备蓝宝石衬底厚度为200nm；β-Ga2O3层厚度为180nm；多量子阱为四层，厚度为9nm；NiO层厚度为120nm；电极采用Al金属，厚度为120nm的基于极性二维材料量子阱的pn型β-Ga2O3日盲深紫外光电探测器。
步骤一：预处理衬底。
选用厚度为200nm、大小为15mm×15mm的蓝宝石衬底，依次将其放入丙酮溶液中超声清洗15min，再放入H2SO4：H3PO4为3：1的混合溶液中煮沸清洗10min，最后放入去离子水中清洗10min，反复3次，取出后使用N2吹干。
步骤二：制备β-Ga2O3薄膜。
将预处理之后的蓝宝石衬底放入生长室中，采用与实施例1步骤2相同的工艺条件，将正式溅射时间调整为60min，在衬底上溅射生长厚度为180nm的β-Ga2O3层。
步骤三：制备五个单层α-In2Se3。
3a)采用物理气相沉积法制备一个单层α-In2Se3：
重新选取蓝宝石衬底，并进行与步骤一相同的预处理，将预处理后衬底放置在生长室中，将In2Se3粉末放置在石英管中作为前驱体，使用高纯度的氩气作为载气，在标准大气压下以800℃的温度加热，加热10min，以得到一个单层α-In2Se3；
3b)重复步骤3a)共5次，以得到五个单层α-In2Se3。
步骤四：制备四个单层MoSSe。
4a)采用化学气相沉积法制备一个单层MoS2，
设置管式炉进气端的加热温度为150℃，设置管式炉中部的高温区加热温度为800℃，采用与实施例1步骤4相同的制备过程，当温度达到设定值后，保持10min，在衬底上生长出一个单层MoS2；
4b)重复步骤4a)共4次，以得到四个单层MoSSe。
步骤五：搭建多量子阱结构。
5a)采用与实施例1的步骤5.1)相同的衬底去除方法对制备在各自衬底上的α-In2Se3材料和MoSSe材料的衬底进行去除；
5b)采用与实施例1步骤5.2)同样的转移方法将去除衬底的α-In2Se3层转移到β-Ga2O3的一端；
5c)使用与实施例1步骤5.2)同样的转移方法，再将步骤5.1)中一个去除衬底的MoSSe材料转移到步骤5.2)已转移的α-In2Se3层上；
5d)使用与实施例1步骤5.2)同样的转移方法，再将步骤5.1)中另一个去除衬底的α-In2Se3层转移到步骤5.3)已转移的MoSSe层上；
5e)重复步骤5c)和5d)共4次，最终在β-Ga2O3层上形成四层多量子阱结构α-In2Se3/MoSSe/α-In2Se3/MoSSe/α-In2Se3/MoSSe/α-In2Se3/MoSSe/α-In2Se3。
步骤六：制备并转移NiO薄膜。
将预处理之后的蓝宝石衬底放入生长室中，采用与实施例1步骤6相同的工艺条件，将正式溅射时间调整为80min，在衬底上溅射生长厚度为120nm的NiO薄膜；
再通过与实施例1步骤5.2)同样的转移方法将NiO薄膜转移到步骤五形成的四层多量子阱上。
步骤七：制备电极。
通过掩膜版在步骤六转移后的NiO薄膜和β-Ga2O3层的另一端上分别淀积厚度为120nm的Al电极，完成器件制造。
实施例3：制备SiO2/Si衬底厚度为300nm，其中，SiO2厚度为200nm；β-Ga2O3层厚度为200nm；多量子阱层数为四，厚度为9nm；NiO层厚度为150nm；电极采用Ti/Au金属，厚度为150nm的基于极性二维材料量子阱的pn型β-Ga2O3日盲深紫外光电探测器。
步骤A：预处理衬底。
选用SiO2层厚度为200nm的SiO2/Si衬底，将衬底放置在烧杯中，并在丙酮溶液中超声清洗15min；之后将衬底放置在乙醇溶液中清洗15min，去除残留的丙酮，再在去离子水中超声清洗5min，并将清洗好的衬底用氮气吹干。
步骤B：制备β-Ga2O3薄膜。
将预处理之后的蓝宝石衬底放入生长室中，采用与实施例1步骤2相同的工艺条件，将正式溅射时间调整为67min，在衬底上溅射生长厚度为200nm的β-Ga2O3层。
步骤C：制备五个单层α-In2Se3。
C1)采用物理气相沉积法制备一个单层α-In2Se3：
重新选取蓝宝石衬底，并进行与步骤A相同的预处理，将预处理后衬底放置在生长室中，将In2Se3粉末放置在石英管中作为前驱体，使用高纯度的氩气作为载气，在标准大气压下以900℃的温度加热，加热8min，以得到一个单层α-In2Se3。
C2)重复步骤C1)共5次，以得到五个单层α-In2Se3。
步骤D：制备四个单层MoSSe。
D1)采用化学气相沉积法制备一个单层MoS2，
设置管式炉进气端的加热温度为200℃，设置管式炉中部的高温区加热温度为750℃，采用与实施例1步骤4相同的制备过程，当温度达到设定值后，保持12min，在衬底上生长出一个单层MoS2；
D2)重复步骤D1)共4次，以得到四个单层MoSSe。
步骤E：搭建多量子阱结构。
E1)采用与实施例1的步骤5.1)相同的衬底去除方法对制备在各自衬底上的α-In2Se3材料和MoSSe材料的衬底进行去除；
E2)采用与实施例1步骤5.2)同样的转移方法将去除衬底的α-In2Se3层转移到β-Ga2O3的一端；
E3)使用与实施例1步骤5.2)同样的转移方法，再将步骤5.1)中一个去除衬底的MoSSe材料转移到步骤5.2)已转移的α-In2Se3层上；
E4)使用与实施例1步骤5.2)同样的转移方法，再将步骤5.1)中另一个去除衬底的α-In2Se3层转移到步骤5.3)已转移的MoSSe层上；
E5)重复步骤E3)和E4)共4次，最终在β-Ga2O3层上形成四层多量子阱结构α-In2Se3/MoSSe/α-In2Se3/MoSSe/α-In2Se3/MoSSe/α-In2Se3/MoSSe/α-In2Se3。
步骤F：制备并转移NiO薄膜。
将预处理之后的蓝宝石衬底放入生长室中，采用与实施例1步骤6相同的工艺条件，将正式溅射时间调整为100min，在衬底上溅射生长150nm厚的NiO薄膜；再通过与实施例1步骤5.2)同样的转移方法将NiO薄膜转移到步骤E形成的四层多量子阱上。
步骤G：制备电极。
通过掩膜版在步骤F转移后的NiO薄膜和β-Ga2O3层的另一端上分别淀积厚度为150nm的Ti/Au电极，完成器件制造。
上述描述仅为本发明的三个具体实例，不构成对本发明的任何限制，显然对于本领域的专业人员来说，在了解本发明内容和原理的基础上，在不脱离本发明精神和范围的情况下，都可以对其内容和细节进行改动和变形，但是这些基于本发明的修改仍在本发明的权利要求的范围之内。

Claims (5)

1.一种制作基于极性二维材料量子阱的pn型β-Ga2O3日盲深紫外光电探测器的方法，所述探测器自下而上包括蓝宝石衬底(1)、β-Ga2O3层(2)、NiO层(4)，且NiO层(4)位于β-Ga2O3层(2)一端，该NiO层(4)和β-Ga2O3层(2)另一端上分别设有电极(5)，在β-Ga2O3层(2)与NiO层(4)之间插有多量子阱(3)；其特征在于，包括如下步骤：
1)选用衬底并进行清洗吹干；
2)在清洗后的衬底上通过磁控溅射生长厚度为150nm-200nm的β-Ga2O3层；
3)重新选取n个衬底并清洗吹干，将预处理后衬底放置在生长室中，将In2Se3粉末放置在石英管中作为前驱体，使用高纯度的Ar2作为载气，分别在清洗后的n个衬底上通过物理气相沉积法生长单层α-In2Se3，得到n个单层α-In2Se3，n取4或5；
4)制备单层MoSSe：
4.1)再重新选取n-1个衬底并清洗吹干，将清洗之后的衬底放入管式炉沉积区，使用纯度大于99.5％的硫粉和MoO3粉通过化学气相沉积法在n-1个衬底上生长单层MoS2，得到n-1个单层MoS2；
4.2)将生长有MoS2的样件置于石英管中，用H原子替代单层MoS2顶层的S原子，形成MoSH材料，再通过硒化将H原子替换为Se原子，得到n-1个单层MoSSe；
5)搭建多量子阱结构：
5.1)取出所有制备在衬底上的单层MoSSe以及单层α-In2Se3，使用湿法刻蚀去除衬底；
5.2)使用聚合物聚二甲基硅氧烷PDMS和聚甲基丙烯酸甲酯PMMA转印的方式将步骤5.1)中一个去除衬底的α-In2Se3层转移到β-Ga2O3层的一端；
5.3)再使用聚合物聚二甲基硅氧烷PDMS和聚甲基丙烯酸甲酯PMMA转印的方式将步骤5.1)中一个去除衬底的MoSSe层转移到步骤5.2)已转移的α-In2Se3层上；
5.4)再使用聚合物聚二甲基硅氧烷PDMS和聚甲基丙烯酸甲酯PMMA转印的方式将步骤5.1)中另一个去除衬底的α-In2Se3层转移到步骤5.3)已转移的MoSSe层上；
5.5)重复步骤5.3)和5.4)共n-1次，最终在β-Ga2O3层上形成三至四层的多量子阱结构α-In2Se3/MoSSe/α-In2Se3/……/MoSSe/α-In2Se3；
6)重新选取另一衬底并清洗吹干，选择纯度为99.99％的高纯度氧化镍陶瓷靶材，采用磁控溅射法在该清洗后的衬底上生长NiO薄膜，并使用湿法刻蚀去除衬底后再按照与步骤5.2)相同的转移方法将其转移到步骤5.5)形成的多量子阱上；
7)通过掩膜版在步骤6)转移后的NiO薄膜上部和β-Ga2O3层的另一端上分别淀积100nm的电极，完成器件制作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中在衬底上通过磁控溅射生长β-Ga2O3层，实现如下：
使用纯度大于99.99％的高纯度Ar2作为溅射气体，设置溅射的工作功率为120W，控制压强为0.5Pa，使用真空泵将生长室内的真空度抽至为8×10-4Pa以下后预溅射5min，以去除靶材表面的杂质；
预溅射结束后，再正式溅射50～67min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中在衬底上通过物理气相沉积法生长单层α-In2Se3，其工艺条件如下：
在标准大气压下以800℃～900℃的温度加热，
加热时间不超过10min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4.1)中在衬底上通过化学气相沉积法生长MoS2，其工艺条件如下：
管式炉沉积区的加热温度为150℃～200℃；
进气端的加热温度为750℃～800℃；
当温度达到设定值后，保持10～15min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4.1)中在衬底上通过磁控溅射生长NiO层，其工艺条件如下：
溅射功率为100W；
控制压强为0.3Pa；
氩氧比为40/10；
溅射时间为67～100min。
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