一种二维单晶GaSxSe1-x纳米片的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种二维单晶GaS<subgt;x</subgt;Se<subgt;1‑x</subgt;纳米片的制备方法及在制备近紫外光电探测器中的应用，本发明专利技术利用VASP模拟软件及合金工程调控二维单晶GaS<subgt;x</subgt;Se<subgt;1‑x</subgt;的带隙值和光响应波段，确定紫外波段探测需要的最佳合金组分，采用化学气相沉积法（CVD）、干转移法和光刻蒸镀技术制备二维GaS<subgt;x</subgt;Se<subgt;1‑x</subgt;紫外光电探测器，构建具有优异的不同紫外波段光吸收的探测器器件结构。该器件在360nm近紫外光照射下表现出光响应度、检测率高和快速响应速度，具有结构简单，可靠性高，易制造，可规模化制备等特点，拓展了二维材料在紫外探测光电集成领域的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体材料光电子，涉及一种二维单晶gasxse1-x的纳米片的制备方法以及gasxse1-x的二维单晶近紫外光电探测器的制备方法和应用。

技术介绍

1、由于紫外光具有波长短、能量高、穿透能力强的特点，紫外光电探测器能够实现较高的分辨率和灵敏度，且不会受到环境热源的影响，具有更高的信噪比，在食品安全、环境监测、紫外通讯、生化分析、军事探测等领域都具有很好的应用价值。目前，商用型硅基紫外光电探测器虽然在一定程度上满足了探测需求，但硅材料1.12ev的禁带宽度导致在紫外波段光电转化能力较弱，工作时需要附加额外的滤光系统，较大的体积和较高的成本制约了其进一步发展。自石墨烯发现以来，二维层状材料得到了广泛关注和快速发展，由于其具有表面无悬挂键、层间通过范德瓦尔斯力连接、在构筑器件时无需考虑晶格失配等优点，成为高性能纳米电子器件和光电器件领域的重要候选材料，已经广泛应用于新型光电探测器的研制。现有的大多数二维材料的带隙宽度小于2ev，制作得到的探测器响应范围集中在可见光与近红外波段，难以实现对紫外波段的有效探测。因此，扩展具有紫外探测能力的二维材料体系，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种二维单晶GaSxSe1-x纳米片的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的二维单晶GaSxSe1-x纳米片的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的GaS 和 GaSe 纳米粉末的摩尔比为1:（1～2）；所述化学气相沉积CVD法中所用载气为氢气和氩气，其中氢气的流量为10～30sccm，氩气的流量为60～100sccm；所述化学气相沉积CVD法中反应的温度为900～1000℃，反应的时间为20～40min。

3.根据权利要求1所述的二维单晶GaSxSe1-x纳米片的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中二维单晶GaSxSe1-x纳米片结...

【技术特征摘要】

1.一种二维单晶gasxse1-x纳米片的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的二维单晶gasxse1-x纳米片的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中的gas 和 gase 纳米粉末的摩尔比为1:（1～2）；所述化学气相沉积cvd法中所用载气为氢气和氩气，其中氢气的流量为10～30sccm，氩气的流量为60～100sccm；所述化学气相沉积cvd法中反应的温度为900～1000℃，反应的时间为20～40min。

3.根据权利要求1所述的二维单晶gasxse1-x纳米片的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中二维单晶gasxse1-x纳米片结构采用vasp 模拟软件及合金工程调控合适的二维结构组分x=0.3～0.5。

4.根据权利要求1所述的二维单晶gasxse1-x纳米片的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中热退火硫化的气氛为体积分数50%～70%的h2s和体积分数为30%～50%的n2构成，热退火控制温度在200℃～250℃，热退火升温速率设定为40℃/min～60℃/min，保温时间在30min～90min。

5.根据权利要求1-4任一所述的制备方法制得的二维单晶gasxse1-x纳米片，其特征在于：所述二维单晶gasxse1-x纳米片中的金属ga还可以为in、sn或sb。

6.权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，张腊梅，乔方卿銮，商继敏，李子炯，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：