[发明专利]基于黑磷/二硫化铼异质结的负微分电阻及制备方法

权利要求书

1.一种基于黑磷/二硫化铼异质结的负微分电阻，其特征在于：包括硅衬底(1)、第一二氧化硅保护层(2)、黑磷薄层(3)和二硫化铼薄层(4)构成的异质结、第二二氧化硅保护层(5)、漏极(V_D)和源极(V_S)；硅衬底(1)为栅极；

其中，硅衬底(1)上生长第一二氧化硅保护层(2)；在第一二氧化硅保护层(2)上沉积得到黑磷薄层(3)和二硫化铼薄层(4)构成的异质结；在异质结上沉积第二二氧化硅保护层(5)；在第二二氧化硅保护层(5)表面蒸镀一层金属层，刻蚀出漏极(V_D)和源极(V_S)。

2.根据权利要求1所述的基于黑磷/二硫化铼异质结的负微分电阻，其特征在于：异质结中为p型黑磷和n型二硫化铼。

3.根据权利要求1所述的基于黑磷/二硫化铼异质结的负微分电阻，其特征在于：黑磷薄层厚度为40nm，二硫化铼薄层厚度为50nm。

4.根据权利要求1所述的基于黑磷/二硫化铼异质结的负微分电阻，其特征在于：异质结为III型异质结。

5.一种基于黑磷/二硫化铼异质结的负微分电阻的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

(1)制备硅衬底；

清洗硅衬底，去除硅片上的有机物，用氮气吹干，放入石英管中进行沉积处理，以去除硅片表面的水汽；

(2)制备第一二氧化硅保护层；

硅衬底清洗完毕后，在其表面生长得到二氧化硅保护层；

(3)制备黑磷薄层；

(4)制备二硫化铼薄层；

由铼与硫在850～1000℃下直接作用制得二硫化铼，并通过化学气相沉积在黑磷薄层上沉积二硫化铼薄层，两种材料相结合形成黑磷和二硫化铼异质结；

(5)制备第二二氧化硅保护层：

通过化学气相沉积在黑磷/二硫化铼异质结表面沉积一层二氧化硅保护层；

(6)制备源、漏电极：

在二氧化硅保护层表面蒸镀一层薄金属层，通过等离子刻蚀方法刻蚀出源、漏电极。

6.根据权利要求5所述的基于黑磷/二硫化铼异质结的负微分电阻的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)具体包括：

(3.1)将白磷在1000-1200Pa大气压下加热到200-250℃，得到片状黑磷；通过机械剥离从黑磷晶体剥离出多层黑磷烯；再通过Ar+等离子体剥离方法剥离得到少层黑磷烯；利用得到层状的黑磷烯获取黑磷块体，将黑磷块体浸入过氧化氢异丙苯溶剂中，加超声波10-15分钟，最后使用离心机分离得到层状物；

(3.2)用表面生长了二氧化硅保护层的硅衬底从溶液中捞出黑磷烯薄膜，放在50-60℃的加热台上烘干；

(3.3)步骤3.2中得到的少层黑磷烯为多层黑磷，通过探针剥离的方法剥离掉多余的黑磷，得到厚度约为40nm的黑磷薄层。