基于二硒化铼与二碲化钼异质结的光电探测器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于二硒化铼与二碲化钼异质结的光电探测器及其制备方法，其中光电探测器包括SiO2/Si基底、二硒化铼纳米片、二碲化钼纳米片和金属电极，二硒化铼纳米片和二碲化钼纳米片设于SiO2/Si基底的表面，二硒化铼纳米片的表面与二碲化钼纳米片的表面部分重叠，以构成二硒化铼与二碲化钼异质结，在异质结受光照时产生光电流，从而实现光探测，符合type

Photodetector based on Rhenium selenide and molybdenum telluride heterojunction and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
基于二硒化铼与二碲化钼异质结的光电探测器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及光电探测相关
，尤其是涉及一种基于二硒化铼与二碲化钼异质结的光电探测器及其制备方法。

技术介绍

[0002]宽带红外光电探测器在通讯、成像、生物医学光学、遥感和军事等诸多领域有着广泛且重要的应用，传统红外光电探测器往往制造过程复杂、成本高昂且对工作环境有一定的需求，因此加工流程简单、成本低廉的高性能宽带红外光电探测器制造技术仍有待开发。
[0003]相关技术中，二硒化铼(ReSe2)作为一种层状的二维材料，具有良好的光电性能，且具备极好的时间稳定性，其特性备受光电探测器领域的青睐，然而与其它基于二维过渡金属硫族化合物的光电探测器相比，基于二硒化铼的光电探测器光响应较差，并且受限于二硒化铼较宽的本征带隙，其对红外光区域的探测能力十分有限。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种基于二硒化铼与二碲化钼异质结的光电探测器，能够实现层间跃迁激发，有效地解决单一二硒化铼光电探测器光吸收范围受限的问题，从而提高光电探测器的光电性能。
[0005]本专利技术还提供包括基于二硒化铼与二碲化钼异质结的光电探测器制备方法。
[0006]根据本专利技术的第一方面实施例的基于二硒化铼与二碲化钼异质结的光电探测器，包括SiO2/Si基底、二硒化铼纳米片、二碲化钼纳米片和金属电极，所述二硒化铼纳米片和所述二碲化钼纳米片设于所述SiO2/Si基底的表面，所述二硒化铼纳米片的表面与所述二碲化钼纳米片的表面部分重叠，以构成二硒化铼与二碲化钼异质结，所述二硒化铼纳米片与所述二碲化钼纳米片的非重叠区域分别设有所述金属电极。
[0007]根据本专利技术实施例的光电探测器，至少具有如下有益效果：
[0008]二硒化铼和二碲化钼均具有较佳的光电性能，在SiO2/Si基底上通过二硒化铼纳米片与二碲化钼纳米片进行组合，使二硒化铼纳米片的表面与二碲化钼纳米片的表面部分重叠，构成二硒化铼与二碲化钼异质结，在异质结受光照时产生光电流，从而实现光探测，符合type
‑Ⅱ
型交错能带排列，能够实现层间跃迁激发，有效地解决单一的二硒化铼光电探测器光吸收范围受限的问题，从而提高光电探测器的光电性能，能够实现对可见光到短波红外区域的宽光谱光电探测，光响应范围更高。
[0009]根据本专利技术的一些实施例，所述二硒化铼纳米片与所述二碲化钼纳米片重叠区域的面积为S，满足S≥100μm2。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，所述二硒化铼纳米片和所述二碲化钼纳米片的厚度为H，满足H≤30nm。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，所述金属电极设有两对，一对所述金属电极设于所述二硒化铼纳米片，另一对所述金属电极设于所述二碲化钼纳米片。
[0012]根据本专利技术的第二方面实施例的基于二硒化铼与二碲化钼异质结的光电探测器的制备方法，包括以下步骤：
[0013]制备二硒化铼纳米片和二碲化钼纳米片；
[0014]将所述二硒化铼纳米片转移到SiO2/Si基底上，并将所述二碲化钼纳米片转移到所述二硒化铼纳米片的表面，使所述二硒化铼纳米片和所述二碲化钼纳米片部分重叠，以形成二硒化铼与二碲化钼异质结；
[0015]在所述二硒化铼与二碲化钼异质结搭建金属电极，得到光电探测器结构。
[0016]根据本专利技术实施例的制备方法，至少具有如下有益效果：
[0017]首先制备得到二硒化铼纳米片和二碲化钼纳米片，将二硒化铼纳米片转移到SiO2/Si基底上，并将二碲化钼纳米片转移到二硒化铼纳米片的表面，使二硒化铼纳米片和二碲化钼纳米片部分重叠，构成二硒化铼与二碲化钼异质结，并在该二硒化铼与二碲化钼异质结搭建金属电极，得到光电探测器结构，操作简单、成本较低，适合于工业生产，得到的二硒化铼与二碲化钼异质结符合type
‑Ⅱ
型交错能带排列，能够实现层间跃迁激发，提高光电探测器的光电性能，能够实现对可见光到短波红外区域的宽光谱光电探测，光响应范围更高。
[0018]根据本专利技术的一些实施例，所述制备二硒化铼纳米片和二碲化钼纳米片，包括：
[0019]将块体的二硒化铼材料粘到胶带上；
[0020]利用胶带对所述二硒化铼材料进行剥离，反复撕开胶带，以将所述二硒化铼材料撕成厚度为纳米级到微米级的薄片；
[0021]将带有经过反复撕开的二硒化铼薄片的胶带贴附在聚二甲基硅氧烷PDMS上，并撕下胶带；
[0022]利用显微镜在所述PDMS上找出二维的所述二硒化铼纳米片的位置，所述二硒化铼纳米片的厚度为H1，横向尺寸为L1，满足H1≤30nm且L1≥25μm。
[0023]根据本专利技术的一些实施例，所述制备二硒化铼纳米片和二碲化钼纳米片，包括：
[0024]将块体的二碲化钼材料粘到胶带上；
[0025]利用胶带对所述二碲化钼材料进行剥离，反复撕开胶带，以将所述二碲化钼材料撕成厚度为纳米级到微米级的薄片；
[0026]将带有经过反复撕开的二硒化铼薄片的胶带贴附在聚二甲基硅氧烷PDMS上，并撕下胶带；
[0027]利用显微镜在所述PDMS上找出二维的所述二碲化钼纳米片的位置，所述二碲化钼纳米片的厚度为H2，横向尺寸为L2，满足H2≤30nm且L2≥25μm。
[0028]根据本专利技术的一些实施例，所述将所述二硒化铼纳米片转移到SiO2/Si基底上，包括：
[0029]制作所述SiO2/Si基底；
[0030]将所述SiO2/Si基底置于转移平台的底座上；
[0031]将粘有所述二硒化铼纳米片的所述PDMS粘到玻璃载玻片，并将所述载玻片固定在所述转移平台的移动臂上；
[0032]通过调整所述移动臂，使所述PDMS上的所述二硒化铼纳米片转移到所述SiO2/Si基底的中心区域。
[0033]根据本专利技术的一些实施例，所述将所述二碲化钼纳米片转移到所述二硒化铼纳米片的表面，包括：
[0034]利用所述转移平台将所述二碲化钼纳米片转移到已完成转移的所述二硒化铼纳米片的表面，所述二硒化铼纳米片与所述二碲化钼纳米片重叠区域的面积为S，所述二碲化钼纳米片和所述二硒化铼纳米片的非重叠区域的横向尺寸为L3，满足S≥100μm2且L3≥10μm。
[0035]根据本专利技术的一些实施例，所述在所述二硒化铼与二碲化钼异质结上搭建金属电极，包括：
[0036]对所述二硒化铼与二碲化钼异质结拍摄光学照片，并根据所述光学照片绘制电极图案；
[0037]对所述SiO2/Si基底进行光刻胶匀胶，将经过匀胶的所述SiO2/Si基底进行曝光并显影得到设计的电极图案；
[0038]在经过显影所述SiO2/Si基底上沉积得到所述金属电极；
[0039]利用丙酮溶液对蒸完金的所述SiO2/Si基底去金处理，得到所述光电探测器结构。
[0040]本专利技术的其它特征和优点将在随后的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于二硒化铼与二碲化钼异质结的光电探测器，其特征在于，包括SiO2/Si基底、二硒化铼纳米片、二碲化钼纳米片和金属电极，所述二硒化铼纳米片和所述二碲化钼纳米片设于所述SiO2/Si基底的表面，所述二硒化铼纳米片的表面与所述二碲化钼纳米片的表面部分重叠，以构成二硒化铼与二碲化钼异质结，所述二硒化铼纳米片与所述二碲化钼纳米片的非重叠区域分别设有所述金属电极。2.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述二硒化铼纳米片与所述二碲化钼纳米片重叠区域的面积为S，满足S≥100μm2。3.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述二硒化铼纳米片和所述二碲化钼纳米片的厚度为H，满足H≤30nm。4.根据权利要求1所述的光电探测器，其特征在于，所述金属电极设有两对，一对所述金属电极设于所述二硒化铼纳米片，另一对所述金属电极设于所述二碲化钼纳米片。5.基于二硒化铼与二碲化钼异质结的光电探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制备二硒化铼纳米片和二碲化钼纳米片；将所述二硒化铼纳米片转移到SiO2/Si基底上，并将所述二碲化钼纳米片转移到所述二硒化铼纳米片的表面，使所述二硒化铼纳米片和所述二碲化钼纳米片部分重叠，以形成二硒化铼与二碲化钼异质结；在所述二硒化铼与二碲化钼异质结搭建金属电极，得到光电探测器结构。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述制备二硒化铼纳米片和二碲化钼纳米片，包括：将块体的二硒化铼材料粘到胶带上；利用胶带对所述二硒化铼材料进行剥离，反复撕开胶带，以将所述二硒化铼材料撕成厚度为纳米级到微米级的薄片；将带有经过反复撕开的二硒化铼薄片的胶带贴附在聚二甲基硅氧烷PDMS上，并撕下胶带；利用显微镜在所述PDMS上找出二维的所述二硒化铼纳米片的位置，所述二硒化铼纳米片的厚度为H1，横向尺寸为L1，满足H1≤30nm且L1≥25μm。7.根据权利要求5所述的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖静，高志刚，王聪，朱文标，林志滔，
申请(专利权)人：深圳瀚光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：