[发明专利]一种电场可控的二维材料肖特基二极管

权利要求书

1.一种电场可控的二维材料肖特基二极管，其特征在于，包括衬底层（1），所述衬底层（1）自下而上依次设置金属层（2）、高介电常数材料层（3）和单层二维半导体材料层（4），所述单层二维半导体材料层（4）的两端分别设置金属电极A（6）和金属电极B（7），所述单层二维半导体材料层（4）的上部部分区域设置多层二维半导体材料层（5），所述多层二维半导体材料层（5）与所述金属电极B（7）接触；

在所述衬底层（1）施加正向电场时，所述高介电常数材料层（3）极化，产生的极化电场诱导单层二维半导体材料层（4）发生半导体-金属相变，所述多层二维半导体材料层（5）仍保持半导体相，金属相的单层二维半导体材料层（4）和半导体相的多层二维半导体材料层（5）接触，器件成为肖特基二极管；

在所述衬底层（1）施加反向电场时，所述高介电常数材料层（3）内极化电场消失，所述单层二维半导体材料层（4）恢复为半导体相，器件恢复为原始状态。

2.根据权利要求1所述的一种电场可控的二维材料肖特基二极管，其特征在于，所述的单层二维半导体材料层（4）以及多层二维半导体材料层（5）采用MoTe₂材料。

3.根据权利要求2所述的一种电场可控的二维材料肖特基二极管，其特征在于，所述多层二维半导体材料层（5）的厚度为1-3nm，通过转移或化学气相沉积法覆盖在所述单层二维半导体材料层（4）上。

4.根据权利要求2所述的一种电场可控的二维材料肖特基二极管，其特征在于，所述单层二维半导体材料层（4）的厚度为0.5-0.7nm，采用化学液相合成法制备得到，通过转移覆盖在所述高介电常数材料层（3）上。

5.根据权利要求1所述的一种电场可控的二维材料肖特基二极管，其特征在于，所述单层二维半导体材料层（4）的半导体-金属相变转换能小于100毫电子伏特，所述多层二维半导体材料层（5）不具有相变特性。

6.根据权利要求1所述的一种电场可控的二维材料肖特基二极管，其特征在于，所述衬底层（1）采用硅材料。

7.根据权利要求1所述的一种电场可控的二维材料肖特基二极管，其特征在于，所述金属层（2）为金，厚度为10-100nm。

8.根据权利要求1所述的一种电场可控的二维材料肖特基二极管，其特征在于，所述高介电常数材料层（3）采用PVDF-TrFE或其它介电常数大于10的铁电材料，厚度为10-100nm。

9.根据权利要求1所述的一种电场可控的二维材料肖特基二极管，其特征在于，所述衬底层（1）施加的正向电场及反向电场均大于所述高介电常数材料层（3）的矫顽电场。