【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及异质结、基于异质结的光电探测器，具体涉及一种基于pbs量子点和1t-crs2的异质结结构、其制备方法及光电探测器。
技术介绍
1、光电探测器(pds)是最重要的光电器件之一，它能将入射的光信号转换成电信号。光电探测器(pds)是光电系统的重要组成部分，更是现代微型化电子工业的关键部件。光电探测器的研究和应用在极大程度上促进了社会的进步和发展。但随着时代的快速发展，传统光电探测器存在的问题也慢慢暴露出来。传统的基于硅的光电检测技术虽然已经相对成熟，但在工作波长、响应度和速度等方面都已经陷入了瓶颈期。另外，硅基半导体的制造技术也已接近摩尔定律的极限。其他用于光电探测器的传统材料(包括碲化镉、砷化镓、碲镉汞)虽然测量波段比较宽而且还覆盖了红外光谱范围的检测，但是这些类型的光电探测器只能在比较苛刻的条件下(比如低温)下获得高灵敏度的检测，而且还面临着复杂的制造技术。
2、pbs及其低维结构已经在中远红外光探测中展现出良好的应用前景。块体pbs的带隙约为0.41ev，将其晶体尺寸减小到纳米级别，即与电子德布罗意波长相近时，其带隙大小与晶体尺寸相关，纳米尺寸pbs的带隙可调范围约在0.6ev至1.6ev[nature photonics,2016,10(2):81–92]。为了调节pbs能隙，可以控制pbs量子点的大小来实现，通常使用胶体化学合成法来合成pbs量子点[nature photonics,2016,10(2):81–92]。具体而言，在化学合成过程中，需要添加有机配体包裹在量子点表面而形成特定结构(如核
3、crs2是一种新兴的二维材料，具有多种相结构，理论研究表明其优异的性质[physical review b,2018,97(24):245409；npj computational materials,2021,7(1):1–9]，不同的相结构表现出不同的材料性质，2h相、1t相以及1t’相的crs2材料分别具有独特且不同的光、电、磁特性，而光电探测器的载流子传输层需要合适的导电性能和电荷传输能力，使得光电探测器在光照下的电流变化大、灵敏易于探测，但是由于2h相或者混合相crs2导电性能较差，电荷传输能力差，使得构成的异质结光电探测器电流小、不易探测(本专利技术对比例3)，因此需要尽可能多甚至纯相的1t相结构的电特性；然而，实验制备二维crs2材料比较难，尤其是纯相结构更是难上加难，目前仅本专利技术的申请人较好地制备出多相混合的尺寸小的二维crs2晶畴[nanoscale,2019,11(42):20123–20132]。现有技术未见1t相crs2与其它材料如pbs量子点构成的异质结结构以及制备的光电探测器、与crs2材料有关的应用研究还未有报道。
技术实现思路
1、针对本领域存在的不足之处，本专利技术提供了一种基于pbs量子点和1t-crs2的异质结结构、其制备方法及光电探测器，其中，crs2层的材料为1t相结构，具有金属特性，电荷传输能力能力强，可以作为载流子有效传输通道，尤其作为连接分散于其表面pbs量子点的载流子传输通道；pbs量子点表面不存在包覆配体，不会增加界面处的范德华作用距离，对探测器件的响应速度没有不利影响；基于本专利技术的pbs/crs2异质结的光电探测器具有高响应率、高比探测率、低暗电流、快速响应、宽光谱响应等优异特性，这为新一代光电探测器铺平了道路。
2、本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于pbs和crs2的异质结结构，所述异质结结构为pbs/crs2/衬底的异质结结构，包括：
4、(1)衬底；
5、(2)在所述的衬底上的crs2层，所述crs2层的材料为1t相结构；
6、(3)在所述的crs2层上pbs层，所述pbs层的材料为量子点结构。
7、进一步的，所述crs2在拉曼光谱中出现位于254±5cm-1和286±5cm-1的峰。
8、进一步的，所述crs2层的材料是单晶薄膜或多晶薄膜；
9、进一步的，所述crs2层的薄膜是连续的薄膜，所述薄膜的面积不小于0.25mm2。连续的薄膜能够使其上层的pbs量子点分布更均匀，作为其表面pbs量子点的载流子传输通道时电流更强，电荷传输能力更优，应用于光电探测器时响应灵敏、响应率更高。所述的连续是指在特定的面积范围内所述薄膜的相结构仅包含1t相。所述单晶薄膜的连续是指一个单晶晶畴构成一张连续的薄膜，单晶晶畴尺寸大则薄膜的面积大；所述多晶薄膜是指整个薄膜由无数尺寸较小的单晶晶畴组成、存在晶界，所述多晶薄膜的连续是指单晶晶畴之间通过化学键连接组成，而不是分立的晶畴组成，分立的晶畴之间无化学键连接、是各自独立分散的，所述晶畴的连续或分立可以用光学显微镜、透射电镜或扫描电镜等仪器观测区分。
10、进一步，所述的衬底选自半导体材料和绝缘材料/半导体材料的任意一种，优选地，所述半导体材料选自si、ge、gaas、sic、氧化镓、inas、ingaas等的任意一种或多种；优选地，所述绝缘材料/半导体材料选自sio2/si、hfo2/si、al2o3/ge等的任意一种或多种。衬底使用半导体材料，可以利用半导体材料的光响应，进一步提升探测器的光响应光谱范围以及响应特性。衬底使用绝缘材料/半导体材料的组合，除了可以利用半导体材料的光响应性能外，还可以实现晶体管型的探测器，从而可以施加栅压而调控光电响应特性。
11、本专利技术还提供一种1t-crs2薄膜的制备方法，其制备包括：
12、(1)前驱体沉积：在衬底上沉积cr薄膜作为制备1t-crs2薄膜的cr源(即形成cr/衬底)，优选地，采用磁控溅射方法制备cr薄膜，优选地，所述cr薄膜厚度为2-15nm；
13、(2)cr薄膜硫化为crs2薄膜：采用等离子化学气相沉积(pecvd)方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于PbS和CrS2的异质结结构，其特性在于，所述异质结结构为PbS/CrS2/衬底的异质结结构，包括：
2.根据权利要求1所述的异质结结构，其特征在于，所述CrS2层的材料是连续的薄膜，所述薄膜的面积不小于0.25mm2。
3.根据权利要求1所述的异质结结构，其特征在于，所述CrS2层的薄膜是单晶薄膜或多晶薄膜。
4.根据权利要求1所述的异质结结构，其特征在于，所述的衬底选自半导体材料和绝缘材料/半导体材料的任意一种，优选地，所述半导体材料选自Si、Ge、GaAs、SiC、氧化镓、InAs、InGaAs的任意一种或多种，优选地，所述绝缘材料/半导体材料选自SiO2/Si、HfO2/Si、Al2O3/Ge的任意一种或多种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的异质结结构，其特征在于，所述的CrS2层的制备，包括：
6.一种基于PbS和CrS2的异质结结构的制备方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述PbI2薄膜转化成PbS量子点的过程中，将PbI2/Cr
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述PbI2薄膜转化成PbS量子点的过程中，硫源采用S粉。
9.一种光电探测器，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的异质结结构或者权利要求5-8任一项制备方法制备的异质结结构；优选的，所述光电探测器还包括：与所述CrS2层电接触的电极和与衬底中的半导体层形成电接触的电极；优选的，所述的光电探测器红外光谱范围具有优异光响应特性。
10.根据权利要求9所述的光电探测器，其特征在于，所述的电极选自金属材料或非金属导体材料；更优选的，所述的非金属导体材料选自石墨烯或PEDOT:PSS。
...【技术特征摘要】
1.一种基于pbs和crs2的异质结结构，其特性在于，所述异质结结构为pbs/crs2/衬底的异质结结构，包括：
2.根据权利要求1所述的异质结结构，其特征在于，所述crs2层的材料是连续的薄膜，所述薄膜的面积不小于0.25mm2。
3.根据权利要求1所述的异质结结构，其特征在于，所述crs2层的薄膜是单晶薄膜或多晶薄膜。
4.根据权利要求1所述的异质结结构，其特征在于，所述的衬底选自半导体材料和绝缘材料/半导体材料的任意一种，优选地，所述半导体材料选自si、ge、gaas、sic、氧化镓、inas、ingaas的任意一种或多种，优选地，所述绝缘材料/半导体材料选自sio2/si、hfo2/si、al2o3/ge的任意一种或多种。
5.根据权利要求1-4任一项所述的异质结结构，其特征在于，所述的crs2层的制备，包括：
6.一种基于pbs和crs2的异质结结...
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