[发明专利]二维金属硫属化合物复合异质结的近红外探测器及其制备

权利要求书

1.一种基于二维金属硫属化合物横向-纵向复合异质结的近红外探测器，其特征在于，自下而上包括衬底、功能层及电极层，其中，所述功能层为二维金属硫属化合物基材料，在平行于表面的横向方向以及垂直于表面的纵向方向均存在异质结；所述电极层包括独立设置的源电极和漏电极。

2.如权利要求1所述基于二维金属硫属化合物横向-纵向复合异质结的近红外探测器，其特征在于，所述功能层中的二维金属硫属化合物基材料同时包括二维金属硫属化合物与二维金属硫属化合物的氧化产物，两者接触形成异质结；其中，所述二维金属硫属化合物为二维金属硫化合物、二维金属硒化合物或二维金属碲化合物；

所述二维金属硫属化合物的氧化产物为金属氧化物、金属硫氧化物、金属硒氧化物或金属碲氧化物。

3.如权利要求2所述基于二维金属硫属化合物横向-纵向复合异质结的近红外探测器，其特征在于，所述二维金属硫属化合物的氧化产物是通过氧反应离子刻蚀、氧等离子体或臭氧等离子体对二维金属硫属化合物进行区域选择性处理得到。

4.如权利要求1所述基于二维金属硫属化合物横向-纵向复合异质结的近红外探测器，其特征在于，所述近红外探测器包括位于同一衬底上的多个探测单元，每个探测单元在平行于表面的横向方向以及垂直于表面的纵向方向均存在异质结，并且每个探测单元均具有一对源电极和漏电极；

所述二维金属硫属化合物基材料选自Bi₂Se₃基材料、Bi₂Te₃基材料、Sb₂Se₃基材料、Bi₂S₃基材料、PtSe₂基材料、PdSe₂基材料、MoTe₂基材料、ReSe₂基材料。

5.如权利要求1所述基于二维金属硫属化合物横向-纵向复合异质结的近红外探测器，其特征在于，所述衬底选自硅、玻璃、石英、PDMS；

所述电极层所采用的电极材料为铬、金、铂、银、石墨烯、ITO中的至少一种。

6.如权利要求1－5任意一项所述基于二维金属硫属化合物横向-纵向复合异质结的近红外探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：在衬底上制备二维金属硫属化合物；

S2：异质结的制备操作与电极层的制备操作，其中：

所述异质结的制备操作，是采用区域选择性氧反应离子刻蚀、氧等离子体或臭氧等离子体处理衬底上的二维金属硫属化合物，使二维金属硫属化合物的部分区域表层形成氧化产物，从而在平行于表面的横向方向以及垂直于表面的纵向方向形成二维金属硫属化合物与氧化产物的异质结；

所述电极层的制备操作，是采用微纳加工工艺，在二维金属硫属化合物区域和氧化产物区域上制备源极与漏极，使源极与漏极中的一者与二维金属硫属化合物区域接触，另一者与氧化产物区域接触。

7.如权利要求6所述制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述二维金属硫属化合物是通过在衬底上进行化学气相沉积直接生长或者是将二维金属硫属化合物的单晶通过机械剥离后转移得到的。