[发明专利]一种等离子体增强MoS2

说明书

本发明属于可见光通信用光电探测器技术领域，具体涉及一种等离子体增强MoS₂光电探测器的制备方法，包括以下步骤：首先从块状MoS₂上机械剥离出MoS₂薄膜，并转移至Si/SiO₂衬底上，采用磁控溅射在MoS₂薄膜镀Cr/Au电极；采用磁控溅射在Si/SiO₂基板镀一层Au薄膜，之后经过600‑800℃真空退火，使得Au薄膜形成均匀的Au纳米颗粒；在金纳米颗粒上旋涂PMMA薄膜，去掉SiO₂，之后转移至Au电极上，去掉PMMA，即可制得等离子体MoS₂光电探测器；本发明方法具有工艺简单，可控的优点，不需要严苛的生长环境，对于实现高灵敏度可见光通信用光电探测器器件具有重要意义。

技术领域

本发明属于可见光通信用光电探测器技术领域，具体涉及一种等离子体增强MoS₂光电探测器的制备方法。

背景技术

近年来，可见光通信技术一直在飞速前进，光电探测器的发展引起了重大关注。光电探测器是一种可以将光信号转换为电信号的设备。高性能光电探测器在我们日常生活的许多领域都发挥着重要的作用，包括光电显示器、成像、环境监测、光通信、军事、安全检查等。目前商业上应用较为广泛的光电探测器大多是以硅材料为基础设计的。但是，块体硅由于其间接带隙特点，不能对光进行有效的吸收利用；另外，其1.1eV的带隙限制了在中远红外和太赫兹范围的应用。二维材料作为设计光电探测器最具竞争力的材料之一，具有显著的特点，包括覆盖紫外线波长到太赫兹波长(太赫兹、10¹²Hz)、超高光响应率、偏振灵敏光检测、高速光响应、高空间分辨率成像等。基于二维材料的光电探测器因其独特的结构和优良的电子和光电性能而吸引了许多研究项目。

MoS₂作为典型半导体材料，其带隙在1.3-1.8eV之间，拥有着高载流子迁移率、化学稳定性好、禁带宽度随层数可调等优点，所以是制作光电探测器的热门材料。但目前MoS₂光电探测器主要是通过化学气相沉积技术制备，该工艺操作复杂，制备的MoS₂光电探测器光吸收较弱。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种等离子体增强MoS₂光电探测器的制备方法。

本发明具体是通过如下技术方案来实现的。

一种等离子体增强MoS₂光电探测器的制备方法，包括以下步骤：

S1、含电极层器件的制备

从块状MoS₂上机械剥离出MoS₂薄膜，并转移至Si/SiO₂衬底上；将所述MoS₂薄膜对准贴齐铜网，通过磁控溅射镀膜设备在MoS₂薄膜上依次镀Cr电极、Au电极，得到含Cr/Au电极的器件；

Au纳米颗粒的制备

用磁控溅射在另外的Si/SiO₂衬底镀一层Au薄膜，之后经过600-800℃真空退火，使得Au薄膜形成均匀的Au纳米颗粒；

S2、Au纳米颗粒的转移

在所述Au纳米颗粒上旋涂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜，固化，之后去除SiO₂层，获得Au/PMMA薄膜，用水清洗，之后将Au/PMMA薄膜转移至S1器件的Au电极上，去除PMMA层，制得等离子体增强MoS₂光电探测器。

优选的，S1中，MoS₂薄膜厚度为20-50nm。

优选的，S1中，Cr电极的厚度为5nm，Au电极的厚度为50-100nm。