[发明专利]光电转换元件以及包括该光电转换元件的光学传感器

权利要求书

1.一种光电转换元件，包括：

基板；和

多个晶格堆叠，在所述基板上一个在另一个的顶部上重复堆叠并配置为具有有效带隙，

其中

所述多个晶格堆叠的每个包括第一有源层和在所述第一有源层上的第二有源层，

所述第一有源层包括具有第一带隙的第一二维材料，以及

所述第二有源层包括具有不与所述第一带隙重叠的第二带隙的第二二维材料。

2.根据权利要求1所述的光电转换元件，其中所述多个晶格堆叠形成多量子阱结构。

3.根据权利要求1所述的光电转换元件，其中所述多个晶格堆叠的所述有效带隙基于所述第一有源层的厚度。

4.根据权利要求3所述的光电转换元件，其中所述多个晶格堆叠的所述有效带隙基于所述第二有源层的厚度。

5.根据权利要求1所述的光电转换元件，其中所述第一有源层的厚度不同于所述第二有源层的厚度。

6.根据权利要求1所述的光电转换元件，其中所述第一有源层的厚度和所述第二有源层的厚度每个在从1.0nm至3.5nm的范围内。

7.根据权利要求1所述的光电转换元件，其中所述多个晶格堆叠的所述有效带隙基于所述第一二维材料的类型并基于所述第二二维材料的类型。

8.根据权利要求1所述的光电转换元件，其中所述第一二维材料和所述第二二维材料每个独立地包括IV族过渡金属硫族化合物材料、V族过渡金属硫族化合物材料和VI族过渡金属硫族化合物材料中的一种。

9.根据权利要求1所述的光电转换元件，其中所述第一二维材料和所述第二二维材料每个独立地包括MoS₂、MoSe₂、MoTe₂、WS₂、WSe₂、WTe₂、ZrS₂、ZrSe₂、HfS₂、HfSe₂、SnS₂、SnSe₂、VSe₂、VTe₂、VS₂、VSe₂、VTe₂、NBS₂、NBSe₂、NBTe₂、TaS₂、TaSe₂、TaTe₂、TiS₂、TiSe₂、HiTe₂、HfTe₂、MoTe₂和WTe₂中的一种。

10.根据权利要求1所述的光电转换元件，其中所述第一二维材料和所述第二二维材料中的每个独立地包括钙钛矿、金属卤化物、石墨碳和石墨烯中的一种。

11.根据权利要求1所述的光电转换元件，其中所述多个晶格堆叠的所述有效带隙基于所述多个晶格堆叠中重复晶格堆叠的数量。

12.根据权利要求1所述的光电转换元件，其中一个在另一个的顶部上重复堆叠的所述多个晶格堆叠的数量在3至100的范围内。

13.根据权利要求1所述的光电转换元件，其中所述多个晶格堆叠中的至少一个还包括在所述第一有源层与所述第二有源层之间的阻挡层。

14.根据权利要求1所述的光电转换元件，其中所述多个晶格堆叠的所述有效带隙对应于红外区域。