[发明专利]一种石墨烯/二硫化钨-二硒化钨异质结/石墨烯光电探测器及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种石墨烯/二硫化钨-二硒化钨异质结/石墨烯光电探测器，其特征在于，所述石墨烯/二硫化钨-二硒化钨异质结/石墨烯光电探测器的结构为电极/石墨烯/WS₂-WSe₂异质结/石墨烯/电极；所述石墨烯与WSe₂-WS₂异质结不接触，所述电极与WS₂和WSe₂均不接触。

2.根据权利要求1所述的石墨烯/二硫化钨-二硒化钨异质结/石墨烯光电探测器，其特征在于，所述WS₂和WSe₂的厚度均为1～50nm；所述石墨烯的厚度为1～20nm；所述电极为Ti/Au或Cr/Au。

3.根据权利要求1或2所述的石墨烯/二硫化钨-二硒化钨异质结/石墨烯光电探测器的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

S1.分别使用丙酮溶液、异丙醇溶液、去离子水浸泡SiO₂/Si衬底，每次浸泡完超声5min；

S2.用胶带将WS₂和WSe₂分别进行机械剥离，选取厚度为1～50nmWS₂和WSe₂薄层；用PDMS将WS₂薄层转移至SiO₂/Si衬底上，分离PDMS和SiO₂/Si衬底，使WS₂薄层在SiO₂/Si衬底上，然后用PDMS将WSe₂薄层转移至WS₂薄层上，在90～110℃加热，制得WS₂-WSe₂异质结；

S3.用PDMS将两片石墨烯转移分别搭在WSe₂薄层和WS₂薄层上，两片石墨烯均不与WSe₂-WS₂异质结结区接触，制得石墨烯/WS₂-WSe₂异质结/石墨烯；

S4.将制得石墨烯/WS₂-WSe₂异质结/石墨烯的SiO₂/Si衬底放在匀胶机上，吸取光刻胶滴在硅片上，匀胶后无光条件下在100～110℃加热；然后将电极分别光刻在两个石墨烯上，电极与WS₂和WSe₂均不接触，在电极上进行电子束蒸Cr/Ti层和Au层；

S5.用丙酮浸泡上述整体衬底，去掉光刻胶、冲净吹干后，手套箱中在100～200℃退火，制得石墨烯/WS₂-WSe₂异质结/石墨烯光电探测器。

4.根据权利要求3所述的石墨烯/二硫化钨-二硒化钨异质结/石墨烯光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述加热的时间为4～5min。

5.根据权利要求3所述的石墨烯/二硫化钨-二硒化钨异质结/石墨烯光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述转速为5000～7000r/min；所述加热的时间为4～5min。

6.根据权利要求3所述的石墨烯/二硫化钨-二硒化钨异质结/石墨烯光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述Cr或Ti层的厚度为10～15nm；Au层的厚度为50～60nm。

7.根据权利要求3所述的石墨烯/二硫化钨-二硒化钨异质结/石墨烯光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤S5中所述的退火的时间为20～25min。