[发明专利]一种基于二维二硫化钼-二硫化铼异质结的光电子器件、制备方法及应用

权利要求书

1.一种基于二维MoS₂-ReS₂异质结的光电子器件，其特征在于，包括：

N型Si衬底；

设置于所述N型Si衬底上的SiO₂绝缘层；

设置于所述SiO₂绝缘层上的MoS₂层和ReS₂层，所述MoS₂层与所述ReS₂层范德瓦尔斯接触，形成MoS₂-ReS₂异质结；

设置于所述ReS₂层的第一金属过渡层，设置在所述MoS₂层上的第二金属过渡层；以及，

设置于所述第一金属过渡层和第二金属过渡层上的电极层；

所述MoS₂层为MoS₂单晶层，所述ReS₂层包括3～10层ReS₂单晶层；

所述第一金属过渡层的材料与所述第二金属过渡层的材料不同；

所述SiO₂绝缘层的厚度为280nm～320nm；

所述MoS₂单晶层的厚度为0.8～1nm，所述ReS₂单晶层的厚度为2.1nm～4nm。

2.如权利要求1所述的基于二维MoS₂-ReS₂异质结的光电子器件，其特征在于，所述第一金属过渡层和第二金属过渡层的材料为Ti或Cr。

3.如权利要求1所述的基于二维MoS₂-ReS₂异质结的光电子器件，其特征在于，所述第一金属过渡层与所述第二金属过渡层的厚度均为5～10nm。

4.一种权利要求1～3任一所述的光电子器件的制备方法，包括以下步骤：

(1)依次经丙酮、异丙醇、去离子水、O₂等离子体清洗衬底后，静置干燥得到衬底层；

(2)采用机械剥离法在所述衬底层上剥离得到单层MoS₂，得到MoS₂层；

(3)在PDMS上，采用机械剥离法剥离3～5层ReS₂单晶，形成ReS₂层；

(4)采用干法转移技术将所述MoS₂层与所述ReS₂层形成范德瓦尔斯接触，得到MoS₂-ReS₂异质结；

(5)依次通过热处理、电子束曝光、刻蚀、标准热蒸发过程，在所述MoS₂上铺设金属过渡层和电极层，形成基于二维MoS₂-ReS₂异质结的光电子器件。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，丙酮和异丙醇的清洗温度均为50～60℃，清洗时间均为2～8min；去离子水的清洗温度为70～90℃，清洗时间为2～8min；O₂等离子体的清洗时间为2～4min。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)的具体过程为：

(5-1)采用旋涂法在载有MoS₂-ReS₂异质结的衬底上旋涂一层PMMA后，于80～200℃下退火处理0.5～1.5h；

(5-2)对退火处理后的衬底于150～250℃下加热处理5～10min；

(5-3)采用电子束曝光方法对加热处理后的MoS₂层和ReS₂层表面曝光形成电极线；

(5-4)采用刻蚀方法洗去电极线上的PMMA；

(5-5)采用标准热蒸发法在刻蚀处理后的电极线上依次蒸镀金属过渡层和金属电极层，形成基于二维MoS₂-ReS₂异质结的光电子器件。

7.一种如权利要求1～3任一项所述的光电子器件在光电探测器、光敏晶体管或光控开关中的应用。