[发明专利]一种增强可见光和近红外波段光吸收的二维材料光电探测器

摘要

一种增强可见光和近红外波段光吸收的二维材料光电探测器，属于光电探测器领域。包括P型硅衬底、表面具有钛金的氧化硅光栅、单层的二维材料，两侧的金属电极；所述衬底为高掺杂的P型硅；所述表面有金属层的氧化硅光栅为亚波长结构的超材料，所述单层定点转移的单层二维材料；在光照下，在金属层表面形成局域的表面激元。在可见光和近红外波段会产生强烈的局域表面激元共振；二维材料可以充分吸收局域表面激元共振所产生的电场增强而增益的能量；所述电极用以连接外接直流电源可以提供源极与漏极之间的偏压，将增益的电子形成光电流，从而产生光响应，实现其光电探测的功能。

主权项

1.一种增强可见光和近红外波段光吸收的二维材料光电探测器，其特征在于，该光电探测器结构包括P型硅衬底，P型硅衬底的上表面为氧化硅层，在氧化硅层表面的中间部分为氧化硅光栅，氧化硅光栅结构的表面依次蒸镀有钛层和金层、氧化硅光栅上表面为二维材料，在二维材料上表面的两侧蒸镀沉积的金属电极，分别形成源漏电极；氧化硅表面的二维材料为单层二维材料，单层二维材料为平面层状形貌，二维材料层至少覆盖整个金属光栅上表面；所述P型硅衬底对结构起到力学支撑及传导电子的作用，P型硅衬底为均匀掺杂硼单晶硅片(100)，硅片厚度400‑500μm；P型硅衬底上表面氧化硅层厚度为300nm；表面具有钛层和金层的氧化硅光栅为表面依次沉积有钛层和金层形成金属表面光栅；有金属层光栅是亚波长结构的光栅，其响应波段大于其所设计的光栅宽度，光栅宽度为168‑248nm，光栅周期为300‑500nm，光栅深度为80‑140nm；光栅表面金属层为5‑10nm Ti，5‑15nm Au；光栅区域整体的宽度至少为50μm。