The invention discloses a photodetector based on van der Waals heterojunction and a preparation method thereof. The photodetector consists of optical fiber, van der Waals heterojunction, a pair of optical fiber side wall metal electrodes and a pair of optical fiber end metal electrodes. The optical fiber side metal electrodes are connected with the optical fiber end metal electrodes. Van der Waals heterojunction is located at the end of the optical fiber, and from the bottom to the top are tungsten disulfide film, molybdenum disulfide film and graphene film; a pair of optical fiber end faces The metal electrodes are respectively connected to the graphene films at both ends of the van der Waals heterojunction. The photodetector prepared by the invention can realize the function of weak light detection in near infrared band and strong light detection in full band, and has good stability and anti-interference ability, and has a wide application prospect in the field of optical communication and optical sensor.
【技术实现步骤摘要】
一种基于范德瓦尔斯异质结的光电探测器及其制备方法
本专利技术涉及光电子
,具体涉及光电探测器领域。更具体而言,涉及一种全新的超高响应度、高速响应、超宽带光电探测器及其制备方法。
技术介绍
光电探测器是将光信号转化为电信号的器件,当光电探测器受到光辐照时,会引起其电导率的变化从而利用电学方法检测出来。光电探测器在军事以及国民经济的各个领域均有广泛的运用,其中超高灵敏度的光电探测器在现代光通讯、环境检测、生物医学研究等研究领域有突出贡献。光电探测器可以分为两种类型,一种是光子型探测器,探测器中的半导体材料直接吸收光子产生电导率的变化,这是一种有选择性响应波长的探测器件,比如光电管、光电导探测器、光伏性探测器等;一种是热探测器,探测器中的探测元件吸收光辐射的能量而造成温度的升高,造成物理参量的改变而被检测出来,这是一种无波长选择性的探测器件,比如热释电探测器、热敏电阻等。光子型探测器具有高的探测率和光响应度,对于弱光强度的入射光具有独特的优势,但是其探测的波长范围由于受到半导体材料带隙的限制通常较窄。热探测器具有宽的光谱响应范围,但是其探测率和响应度较低,因此适合于强光强度的入射光的探测。但是,由于光子型探测器和热探测器物理机理的不同,传统探测器很难兼顾高的响应度与宽的响应波长范围。石墨烯二维材料作为一种零带隙半导体材料,自其发现以来得到世界范围的广泛关注。本征单层石墨烯具有高达200000cm2/(V·s)的电子迁移率,高达5300W/mK的热导率,远高于传统的半导体材料。此外石墨烯还具有高的机械强度、良好 ...
【技术保护点】
1.一种基于范德瓦尔斯异质结的光电探测器,其特征在于,包括光纤、范德瓦尔斯异质结结构、一对光纤侧壁金属电极以及一对光纤端面金属电极,光纤侧壁金属电极和光纤端面金属电极相连;所述范德瓦尔斯异质结结构位于光纤的端面,从下到上依次为二硫化钨薄膜、二硫化钼薄膜和石墨烯薄膜;所述一对光纤端面金属电极分别连接范德瓦尔斯异质结结构两端的石墨烯薄膜。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于范德瓦尔斯异质结的光电探测器,其特征在于,包括光纤、范德瓦尔斯异质结结构、一对光纤侧壁金属电极以及一对光纤端面金属电极,光纤侧壁金属电极和光纤端面金属电极相连;所述范德瓦尔斯异质结结构位于光纤的端面,从下到上依次为二硫化钨薄膜、二硫化钼薄膜和石墨烯薄膜;所述一对光纤端面金属电极分别连接范德瓦尔斯异质结结构两端的石墨烯薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种基于范德瓦尔斯异质结的光电探测器,其特征在于,所述一对光纤侧壁金属电极以及一对光纤端面金属电极相对于光纤的轴线对称分布。
3.根据权利要求1所述的一种基于范德瓦尔斯异质结的光电探测器,其特征在于,金属电极的材料为金,厚度为40nm。
4.根据权利要求1所述的一种基于范德瓦尔斯异质结的光电探测器,其特征在于,所述一对光纤端面金属电极之间的间距为5-15μm。
5.根据权利要求1所述的一种基于范德瓦尔斯异质结的光电探测器,其特征在于,所述石墨烯薄膜为3-10层,所述二硫化钼薄膜为3-10层,所述二硫化钨薄膜为3-10层。
6.如权利要求1所述一种基于范德瓦尔斯异质结的光电探测器的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:
(1)利用化学气相沉积法在铜箔表面生长石墨烯薄膜,在蓝宝石或者云母表面生长二硫化钼薄膜和二硫化钨薄膜;用PMMA溶液对上述三种薄膜...
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