[发明专利]二维材料元件和半导体器件

权利要求书

1.一种二维材料元件，包括：

第一二维材料，包括包含第一金属硫属元素化物基材料的第一单层晶体材料；以及

第二二维材料，包括包含第二金属硫属元素化物基材料的第二单层晶体材料，其中所述第一单层晶体材料和所述第二单层晶体材料横向地排列，

与所述第二二维材料的厚度对应的侧面化学地接合到与所述第一二维材料的厚度对应的侧面，和

所述第一金属硫属元素化物基材料和所述第二金属硫属元素化物基材料具有不同的金属原子或者不同的硫属元素原子。

2.如权利要求1所述的二维材料元件，其中所述第一二维材料和所述第二二维材料彼此共价地接合。

3.如权利要求1所述的二维材料元件，其中

所述第一二维材料和所述第二二维材料彼此原子间地接合，以及

所述第一二维材料和所述第二二维材料在所述第一二维材料和所述第二二维材料之间的接合部分具有连续的晶体结构。

4.如权利要求1所述的二维材料元件，其中

所述第一金属硫属元素化物基材料是第一过渡金属二硫属元素化物材料，

所述第二金属硫属元素化物基材料是第二过渡金属二硫属元素化物材料，以及

所述第一和第二过渡金属二硫属元素化物材料彼此不同。

5.如权利要求1所述的二维材料元件，其中所述第一金属硫属元素化物基材料和第二金属硫属元素化物基材料中的至少一个包括：

包括Mo、W、Nb、V、Ta、Ti、Zr、Hf、Tc、Re、Cu、Ga、In、Sn、Ge和Pb之一的金属原子，以及

包括S、Se和Te之一的硫属元素原子。

6.如权利要求1所述的二维材料元件，其中所述第一二维材料和第二二维材料是半导体。

7.如权利要求1所述的二维材料元件，其中

所述第一二维材料是n型半导体，以及

所述第二二维材料是p型半导体。

8.如权利要求7所述的二维材料元件，其中

所述第一金属硫属元素化物基材料包括第一金属原子，

所述第二金属硫属元素化物基材料包括第二金属原子，以及

所述第一和第二金属原子彼此不同。

9.如权利要求7所述的二维材料元件，其中

所述第一金属硫属元素化物基材料包括第一硫属元素原子，

所述第二金属硫属元素化物基材料包括第二硫属元素原子，以及

所述第一和第二硫属元素原子相同。

10.如权利要求7所述的二维材料元件，其中所述第一金属硫属元素化物基材料是MoS₂、MoSe₂、MoTe₂、WSe₂和WTe₂之一。

11.如权利要求7所述的二维材料元件，其中所述第二金属硫属元素化物基材料是WS₂、ZrS₂、ZrSe₂、HfS₂、HfSe₂和NbSe₂之一。

12.如权利要求7所述的二维材料元件，其中

所述第一金属硫属元素化物基材料包括MoS₂，以及

所述第二金属硫属元素化物基材料包括WS₂。

13.如权利要求1所述的二维材料元件，其中所述第一二维材料的带隙不同于所述第二二维材料的带隙。