可见光波段的集成石墨烯二硫化钼的光电探测器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种可见光波段的集成石墨烯二硫化钼的光电探测器及其制备方法。本方法提供的可见光光探测器，包括单晶硅衬底、二氧化硅介质层、氮化硅波导层、SU8波导、连续的二硫化钼层、连续的石墨烯层、金属电极。通过利用单层二硫化钼对可见光的强吸收和石墨烯的超高电子迁移率，我们得到了在可见光波段的高响应率光探测器。通过结果分析表明，本发明专利技术的一种可见光波段的集成石墨烯二硫化钼的光电探测器得响应度可达32 A/W,可用于制作大规模集成光电系统。

Optoelectronic detector for integrated graphene molybdenum disulfide in visible light band and its preparation method

The present invention relates to a photoelectric detector of integrated graphene molybdenum disulfide in visible light band and its preparation method. The visible light detector provided by the method includes monocrystalline silicon substrate, silicon dioxide dielectric layer, silicon nitride waveguide layer, SU8 waveguide, continuous MoS2 layer, continuous graphene layer and metal electrode. By using single layer molybdenum disulfide for visible light absorption and ultrahigh electron mobility of graphene, we obtained a high responsivity photodetector in visible light band. The results show that the photoelectric detector integrated graphene MoS2 a visible band of the invention of the response of up to 32 A/W, can be used for the production of large-scale integrated photovoltaic system.

【技术实现步骤摘要】
可见光波段的集成石墨烯二硫化钼的光电探测器及其制备方法
本专利技术涉及光电元件
，特别涉及一种可见光波段的集成光电探测器及其制备方法。
技术介绍
光是信息传输的重要载体，光电探测器是光通信系统中应用最为广泛的光电器件之一，传统的半导体光电探测器在应对器件系统微型化、扁平化遇到了瓶颈。近年来，随着石墨烯和类石墨烯材料的崛起，这些纳米材料的发展给新型的光电探测器开启了一扇大门。石墨烯是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，由于它具有优良的强度、柔韧性、透明度、导电性、导热性在光电领域得到了长足的发展。类石墨烯材料-二硫化钼是有六方晶系或多层二硫化钼组成的具有三明治夹心层状结构的化合物，二硫化钼因其具有纳米尺度的二维层状结构并且单层的二硫化钼结构是直接带隙的半导体，在可见光波段对光的吸收效率能够达到5%~10%，因此同样在光电器件领域得到了广泛而深度的研究。这些二维材料可以依靠范德瓦尔茨力相互叠加在一起，构成新的混合材料，这种混合材料的优势在于它具有相对应叠加材料的各个优良的性质，例如将单层的石墨烯和单层的二硫化钼混合叠加在一起形成混合结构，这种混合结构可以充分利用石墨烯的超高电子迁移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可见光波段的基于氮化硅波导集成石墨烯二硫化钼的光电探测器，其特征在于，包括单晶硅衬底、二氧化硅介质层、氮化硅波导层、SU8波导、连续的二硫化钼层、连续的石墨烯层、金属电极；单晶硅衬底的表面沉积二氧化硅介质层，二氧化硅介质层的表面为氮化硅波导层，SU8波导位于氮化硅波导层的两端之上，连续的二硫化钼层平铺于氮化硅波导层之上，与二氧化硅介质层接触，连续的石墨烯层平铺于连续的二硫化钼层之上；金属电极位于氮化硅波导层两侧，与连续的石墨烯层接触。

【技术特征摘要】
1.一种可见光波段的基于氮化硅波导集成石墨烯二硫化钼的光电探测器，其特征在于，包括单晶硅衬底、二氧化硅介质层、氮化硅波导层、SU8波导、连续的二硫化钼层、连续的石墨烯层、金属电极；单晶硅衬底的表面沉积二氧化硅介质层，二氧化硅介质层的表面为氮化硅波导层，SU8波导位于氮化硅波导层的两端之上，连续的二硫化钼层平铺于氮化硅波导层之上，与二氧化硅介质层接触，连续的石墨烯层平铺于连续的二硫化钼层之上；金属电极位于氮化硅波导层两侧，与连续的石墨烯层接触。2.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述的连续的二硫化钼层和连续的石墨烯层均为单层。3.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述的连续的石墨烯层厚度为0.5nm~2nm或者/和面积为1~9cm2。4.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述的连续的二硫化钼层厚度为0.5~2nm或者/和面积为1~2cm2。5.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述的金属电极的材料为钛和金。6.根据权利要求5所述的光电探测器，其特征在于，所述的金属电极中钛厚度为5~15nm，金的厚度为185~195nm。7.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述的氮化硅波导层的厚度为150~170nm；...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈钰杰，张天佑，吴泽儒，张彦峰，余思远，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44