[发明专利]非对称范德华异质结器件、其制备方法及用途

权利要求书

1.一种非对称范德华异质结器件，其特征在于，包括从下到上依次设置的石墨烯纳米片、六方氮化硼纳米片、二硫化钼纳米片、二碲化钼纳米片；

所述石墨烯纳米片和六方氮化硼纳米片、二硫化钼纳米片、二碲化钼纳米片有重叠的区域，且所述石墨烯纳米片面积大于所述六方氮化硼纳米片；二硫化钼纳米片面积大于所述二碲化钼纳米片，二硫化钼纳米片有部分区域不与二碲化钼纳米片重叠但与石墨烯纳米片和六方氮化硼纳米片重叠；

所述非对称范德华异质结器件还包括三个金属电极：一个金属电极放在石墨烯纳米片上作为栅极，一个金属电极放在二硫化钼/六方氮化硼/石墨烯重叠区域上作为源极，一个金属放在二碲化钼/二硫化钼/六方氮化硼/石墨烯重叠区域上作为漏极；

石墨烯纳米片厚度为0.3～3纳米，六方氮化硼纳米片厚度为10～20纳米，二硫化钼纳米片厚度为0.7～5纳米，二碲化钼纳米片厚度为5～20纳米。

2.根据权利要求1所述的非对称范德华异质结器件，其特征在于，所述非对称范德华异质结器件的导电沟道为二硫化钼横向沟道和二碲化钼垂直沟道的串联。

3.根据权利要求1所述的非对称范德华异质结器件，其特征在于，所述石墨烯纳米片为单层或少层石墨烯；所述金属电极的材质为金、银、铜、铬、钯、铂、铱、镍中的一种或多种。

4.根据权利要求1～3任一项所述的非对称范德华异质结器件，其特征在于，石墨烯纳米片、六方氮化硼纳米片、二硫化钼纳米片、二碲化钼纳米片的横向长度与宽度在5～100微米范围内。

5.权利要求1～4任一项所述的非对称范德华异质结器件的制备方法，其特征在于，包括：

采用胶带反复粘贴块体材料的方法，得到所述石墨烯纳米片、六方氮化硼纳米片、二硫化钼纳米片和二碲化钼纳米片；

通过光学显微镜和/或原子力显微镜选定纳米片；

将所述石墨烯纳米片放在基底上，再依次转移所述六方氮化硼纳米片、二硫化钼纳米片和二碲化钼纳米片；

通过标准电子束曝光和金属沉积方法制备金属电极。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述基底为Si/SiO₂基底，基底的硅层上的SiO₂厚度为100～300纳米。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，用胶带转移所述石墨烯纳米片至所述基底上；

将六方氮化硼纳米片、二硫化钼纳米片和二碲化钼纳米片分别放在聚甲基乙撑碳酸酯塑料支撑薄膜上，在光学显微镜辅助下，依次放置于所述石墨烯纳米片上，每次转移后用有机溶剂溶去所述聚甲基乙撑碳酸酯塑料支撑薄膜；所述聚甲基乙撑碳酸酯塑料支撑薄膜的厚度为200～500纳米。

8.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，金属沉积的顺序为5～10纳米厚的铬和30～100纳米厚的金。

9.权利要求1～4任一项所述非对称范德华异质结器件的应用，其特征在于，用于制备晶体管、整流器、光电探测器、光伏电池和存储器。