[发明专利]一种基于范德瓦尔斯异质结的光电探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于范德瓦尔斯异质结的光电探测器，其特征在于，包括光纤、范德瓦尔斯异质结结构、一对光纤侧壁金属电极以及一对光纤端面金属电极，光纤侧壁金属电极和光纤端面金属电极相连；所述范德瓦尔斯异质结结构位于光纤的端面，从下到上依次为二硫化钨薄膜、二硫化钼薄膜和石墨烯薄膜；所述一对光纤端面金属电极分别连接范德瓦尔斯异质结结构两端的石墨烯薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种基于范德瓦尔斯异质结的光电探测器，其特征在于，所述一对光纤侧壁金属电极以及一对光纤端面金属电极相对于光纤的轴线对称分布。

3.根据权利要求1所述的一种基于范德瓦尔斯异质结的光电探测器，其特征在于，金属电极的材料为金，厚度为40nm。

4.根据权利要求1所述的一种基于范德瓦尔斯异质结的光电探测器，其特征在于，所述一对光纤端面金属电极之间的间距为5-15μm。

5.根据权利要求1所述的一种基于范德瓦尔斯异质结的光电探测器，其特征在于，所述石墨烯薄膜为3-10层，所述二硫化钼薄膜为3-10层，所述二硫化钨薄膜为3-10层。

6.如权利要求1所述一种基于范德瓦尔斯异质结的光电探测器的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)利用化学气相沉积法在铜箔表面生长石墨烯薄膜，在蓝宝石或者云母表面生长二硫化钼薄膜和二硫化钨薄膜；用PMMA溶液对上述三种薄膜进行旋涂，并对空的蓝宝石衬底进行旋涂形成PMMA薄膜，再用三氯化铁水溶液腐蚀铜箔，用氢氧化钠水溶液腐蚀蓝宝石或云母；之后将获得的石墨烯薄膜、二硫化钼薄膜、二硫化钨薄膜及PMMA薄膜转移到去离子水中清洗数次，用玻璃片或者硅片将所有薄膜取出后加热干燥；

(2)去除光纤涂敷层，并用乙醇溶剂超声清洗数次，然后将光纤端面切平；

(3)将拉制的光纤探针或尖锐的金属探针放置于三维平移台上，在显微镜下将步骤(1)制得的薄膜切割成条状小片并用探针挑起，按照二硫化钨薄膜、二硫化钼薄膜、石墨烯薄膜的顺序依次放置在步骤(2)制备的光纤端面上，形成范德瓦尔斯异质结结构，然后加热使结构与光纤牢固结合；最后用探针将PMMA薄膜挑起，覆盖在范德瓦尔斯异质结结构上并与结构的薄膜方向垂直；

(4)利用物理气相沉积法，在步骤(3)获得的光纤端面及侧壁上均匀沉积一层金属薄膜，然后用探针将覆盖的PMMA薄膜去除，再磨去光纤侧壁和光纤端面上的部分金属薄膜，制得一对光纤侧壁金属电极和一对光纤端面金属电极，且光纤侧壁金属电极和光纤端面金属电极相连。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，石墨烯薄膜的层数为3-10层，二硫化钼薄膜的层数为3-10层，二硫化钨薄膜的层数为3-10层。

8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，金属薄膜的材料为金，厚度为40nm。