一种激光阵列刻蚀WS2晶体的快速响应光导型探测器和制备方法技术

本发明专利技术公开了一种激光阵列刻蚀WS2晶体的快速响应光导型探测器和制备方法。利用聚焦激光束实现微米级阵列刻蚀，引入水氧吸附，显著减弱了WS2光导型探测器的持续光电导效应引起的电流不稳定，将探测器响应时间由秒级提升到毫秒级。所述的探测器制备方法的具体步骤为：在Si/SiO2衬底上用机械剥离的方式获取WS2晶体，选取厚度和尺寸合适的晶体利用无掩膜光刻和金属蒸镀的工艺搭建金属电极，使用聚焦激光束在器件沟道出刻蚀出亚微米级阵列微孔。束在器件沟道出刻蚀出亚微米级阵列微孔。束在器件沟道出刻蚀出亚微米级阵列微孔。

【技术实现步骤摘要】
一种激光阵列刻蚀WS2晶体的快速响应光导型探测器和制备方法

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[0001]本专利技术属于光电探测器件领域。具体涉及一种可以实现快速响应的二维WS2光导型探测器。
[0002]应用背景:
[0003]光电探测器是一种可以实现光信号转化为电信号的器件，广泛应用于成像，通信，勘测等科学生产领域。其中光导型探测器结构简单，制备方便，具备光电导增益可以获得较高的响应度。二维半导体因其优异的光电特性广泛应用于光电探测器件，但材料本身存在的晶格失配，内部缺陷等原因往往引起显著的亚稳态持续光电导效应。这种现象导致了在一个开关循环内电流难以回到原本的数值，导致了长时间的电流不稳定，使响应速度难以提升。在保持一定响应度的情况下改善光电导效应，提高器件响应速度是二维过渡金属硫化物应用于光电探测领域的需求。

技术实现思路
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[0004]本专利技术公开了一种阵列微孔刻蚀快速响应的二维WS2光导型探测器，提供了一种可以明显改善持续光电导效应，提高器件响应速度的方法。通过阵列微孔刻蚀引入稳定的水氧吸附位点，水氧分子加速在光生载流子复合，光生载流子寿命减小，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电探测器，其特征包括(从下到上)：(1)硅衬底；(2)285纳米二氧化硅绝缘层；(3)厚度为10
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25纳米，尺寸为20
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50微米的WS2晶体片；(4)铋金电极；(5)晶体片刻蚀有阵列微孔，微孔直径为0.8
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1.2微米，间距为2
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5微米。2.根据权利要求书1所述的光导型光电探测器，其特征是：所用二维材料样品为从WS2单晶体材料通过机械剥离获得的厚度为10
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25纳米的晶体片。3.根据权利要求书1所述的光导型光电探测器，其特征是：所用衬底为Si/SiO2衬底，SiO2层厚度为285纳米。4.根据权利要求书1所述的光导型光电探测器，其特征是：所用金属电极使用热蒸发的方式沉积在材料两端，所用双层电极的接触层为金属铋，厚度D1取值范围为5
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10纳米；导电层为金，厚度D2取值范围为40
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60纳米。电极图案采用无掩膜投影光刻方式获取，沟道宽度L1为5
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20微米。5.根据权利要求书1所述光导型光电探测器，其特征是：利用聚焦激光束和电动位移平台在器件沟道出进行阵列化微孔刻蚀，使用532纳米波长连续激光器，聚焦物镜是数值孔径0.9的100倍物镜，刻蚀时聚焦激光功率密度为44毫瓦/平方微米，曝光时间为10
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500毫秒，微孔间距为2
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5微米，尺寸为0.8
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1.2微米。6.根据权利要求书1所述光导型光电探测器，其特征是，包括以下步骤：步骤1：采用机械剥离的方法在Si/SiO2衬底上获取WS2材料；步骤2：采用数字微镜无掩膜光刻、金属沉积形成在选定的材料微晶两端覆盖铋金电极；步骤3：使用聚焦激光束在材料沟道处刻蚀出阵列微孔。7.根据权利要求书1所述的光导型探测器，其特征是，步骤1具体过程为：步骤1
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1：准备Si/SiO2衬底，使用超声波清洗方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春，吴浩仑，兰长勇，文绍锋，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：