一种用于异质结层间电荷转移的近场光学表征方法技术

本发明专利技术提供一种用于异质结层间电荷转移的近场光学表征方法，该方法可以在实空间上直接观测到电荷转移前后的光学图像，需要的观测器件衬底作为栅极，电介质层沉积在衬底上，TMD薄膜层(过渡金属二硫属化物Transition‑metal dichalcogenide，简称TMD)覆盖于电介质层上，石墨烯薄膜层覆盖于TMD薄膜层上形成石墨烯/TMD异质结。方法借助的表征仪器是散射式近场光学显微镜。本发明专利技术由于异质结堆叠制备好后，层间电荷是稳定的，转移很难观测到，这里设计借助可见光手段激发TMD中产生光电子，从而让光电子在异质结中间进行转移，结合s‑SNOM装置对石墨烯/TMD异质结进行实空间表征，最终可实现实空间成像方式观测到在异质结间光生电荷转移的效果，应用于光波导器件、光电探测器和光学记忆存储器件等。

A near-field optical characterization method for charge transfer between Heterojunctions

【技术实现步骤摘要】
一种用于异质结层间电荷转移的近场光学表征方法
本专利技术属于近场光学
，特别涉及一种用于异质结层间电荷转移的近场光学表征方法。
技术介绍
近场光学技术近年来成为研究光与物质相互作用过程的重要手段，可实现在高空间分辨的成像下表征材料性能，如研究原位的光催化反应活性位点性能、新材料的能带以及各种极化激元性能。在近年来研究极化激元方面，主要针对金属性质材料(如石墨烯)的电子等离激元、半导体性质材料(如TMD材料)的激子极化激元和绝缘体性质材料(如h-BN)的声子极化激元。各种极化激元信号均可以在实空间成像，获得清晰的干涉条纹图像，这些高局域电磁图像可以用来探测分子甚至层间电荷转移的一种潜在手段。石墨烯是单层碳原子构成的二维晶体，十层以下的石墨均被看作为石墨烯。具有优异的电学和光学等特性，在光电器件和光子集成回路领域具有巨大应用潜力。现有石墨烯上会支持等离激元极化波模式，这是自由空间中入射光子和石墨烯上的电子耦合形成的。石墨烯等离激元可以将空间中光束缚在纳米尺度上，实现高局域的电磁波导模式，有利于实现更小尺寸上光子集成回路。除此之外，石墨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于异质结层间电荷转移的近场光学表征方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n步骤a、制备具有异质结的观测器件：/n步骤a1、选择合适尺寸的硅作为衬底，通过电子束蒸镀、热蒸镀、磁控溅射、原子层沉积或分子束外延生长等方法在所述衬底上制备电介质层；步骤a2、通过标准机械剥离工艺或者化学气相沉积法得到TMD薄膜层和石墨烯薄膜层；将剥离的所述TMD薄膜层转移到所述电介质层上，将剥离的所述石墨烯薄膜层转移到所述TMD薄膜层上；步骤a3、所述TMD薄膜层和所述石墨烯薄膜层间形成石墨烯/TMD异质结；/n步骤b、通过散射式近场光学显微镜对所述石墨烯/TMD异质结间的电荷转移进行近场光学表征：/n通...

【技术特征摘要】
1.一种用于异质结层间电荷转移的近场光学表征方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤a、制备具有异质结的观测器件：
步骤a1、选择合适尺寸的硅作为衬底，通过电子束蒸镀、热蒸镀、磁控溅射、原子层沉积或分子束外延生长等方法在所述衬底上制备电介质层；步骤a2、通过标准机械剥离工艺或者化学气相沉积法得到TMD薄膜层和石墨烯薄膜层；将剥离的所述TMD薄膜层转移到所述电介质层上，将剥离的所述石墨烯薄膜层转移到所述TMD薄膜层上；步骤a3、所述TMD薄膜层和所述石墨烯薄膜层间形成石墨烯/TMD异质结；
步骤b、通过散射式近场光学显微镜对所述石墨烯/TMD异质结间的电荷转移进行近场光学表征：
通过将曲率半径在10nm～20nm的金属针尖置于所述石墨烯/TMD异质结上，将入射的远场光聚焦在所述针尖上，对所述石墨烯/TM...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴庆，郭相东，杨晓霞，刘瑞娜，胡德波，胡海，吴晨晨，罗成，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：北京;11