[发明专利]具有周期性应变的范德华异质结型光电探测器及制备方法

权利要求书

1.一种具有周期性应变的范德华异质结型光电探测器，其特征在于，所述异质结型光电探测器包括：源电极，半导体层，二维层状材料，一维半导体纳米阵列，绝缘层和漏电极；

其中：所述源电极设置在所述半导体层上端面的一端，所述绝缘层设置在与所述源电极对称的所述半导体层上端面的另一端，所述一维半导体纳米阵列设置在所述源电极和绝缘层之间的所述半导体层的上端面上，所述二维层状材料覆盖在所述一维半导体纳米阵列和所述的绝缘层上，所述漏电极设置在覆盖所述绝缘层的二维层状材料上。

2.根据权利要求1所述的异质结型光电探测器，其特征在于，所述半导体层的厚度为100μm-2mm。

3.根据权利要求2所述的异质结型光电探测器，其特征在于，所述的半导体层为：氧化锌、氮化镓或硅。

4.根据权利要求1所述的异质结型光电探测器，其特征在于，所述二维层状材料为石墨烯、过渡族金属硫族化合物或黑磷；所述二维层状材料通过水分蒸发诱导二维层状材料产生周期性应变。

5.根据权利要求1所述的异质结型光电探测器，其特征在于，所述一维半导体纳米阵列为氧化锌纳米线阵列、氮化镓半导体纳米线阵列或硅纳米线阵列；且纳米线阵列间隔为1μm-10μm。

6.根据权利要求1所述的异质结型光电探测器，其特征在于，所述绝缘层的厚度为100nm-1μm；所述绝缘层为氧化硅、氧化铪或氧化铝。

7.一种制备具有周期性应变的范德华异质结型光电探测器的方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

S1.利用湿法转移法将二维层状材料转移到图案化生长的半导体纳米阵列上；

S2.将半导体纳米阵列进行干燥，诱导二维层状材料产生周期性应变；

S3.将转移到图案化生长的半导体纳米阵列上的二维层状材料放入丙酮中，去掉光刻胶膜；

S4.用临界点干燥仪对转移到图案化生长的半导体纳米阵列上的二维层状材料样品进行无损干燥；

S5.沉积图案化金属电极，完成器件构筑。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述S1中的湿法转移的具体工艺为：

S1.1、首先将生长有层状二维材料的硅片旋涂一层光刻胶，厚度为500nm-3μm；

S1.2、将步骤一中的硅片浸泡在碱性溶液中，直至通过碱性溶液与二氧化硅的反应使单层二维材料与硅片分离，从而形成带有层状二维材料的光刻胶膜，并用去离子水反复清洗，去除残留的碱性溶液；

S1.3、将步骤二得到的带有层状二维材料的光刻胶膜通过精确转移平台转移到半导体纳米线阵列上。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述S2的具体工艺为：（3）

S2.1将转移有层状材料的纳米线阵列放在热板；

S2.2将所述热板以升温速率为10– 30℃/min加热至110-130℃，然后保温15 -30min,即得到具有周期性应变二维层状材料。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述S4的具体工艺为：

首先，将去掉光刻胶膜的转移到图案化生长的半导体纳米阵列上的单层二维材料样品放入临界点干燥仪中，降温至10摄氏度，并通入液态二氧化碳，利用液态二氧化碳溶解半导体纳米阵列上的单层二维材料样品上的丙酮，然后升温至38摄氏度以上，将液态二氧化碳气化，使其转换为零表面张力的临界状态，最后保持至少30min，得到完整无损的具有周期应变的异质结构。