[发明专利]基于肖特基结的线偏振光探测器及其制备方法

说明书

本发明提供了一种基于肖特基结的线偏振光探测器及其制备方法，属于光探测器的制备技术领域。所述基于肖特基结的线偏振光探测器，包括：漏电极、源电极、二氧化硅衬底以及有源层；所述漏电极、有源层以及源电极从左至右依次位于所述二氧化硅衬底上方；所述有源层的材料为N型半导体纳米线；所述漏电极和源电极的材料均为金属材料。本发明提供的基于肖特基结的线偏振光探测器，通过使用半导体纳米线作为有源层，而源、漏电极均为金属材料，使半导体和金属的交界面为肖特基结，肖特基结可以使有源层本身只能吸收可见光延伸至红外光。

技术领域

本发明涉及光探测器的制备技术领域，尤其涉及一种基于肖特基结的线偏振光探测器及其制备方法。

背景技术

随着探测技术以及传感技术的飞速发展，光探测的精度越来越高，但普通光探测技术所收集的信息并不能满足人们的需求，需考虑其他的探测维度来丰富探测信息。如果将光波基本特征之一的偏振态引入光探测技术，将会有效增加探测维度，更全面准确的获取目标的表面纹理结构、表面状态和材料类型等信息。

近些年，基于一些低维层半导体的敏感偏振光探测器件已经逐渐出现。这类半导体具有低对称性的晶体结构，比如斜方晶系的黑磷(b-P)、黑砷 (b-As)和GeSe，单斜晶系的GaTe和GeAs，三斜晶系的ReS₂和ReSe₂，都在光电方面表现出明显的各项异性。光学上的各向异性主要体现在这类材料的吸收光谱与入射光的偏振态有着绝对的依赖关系。因此，基于此类半导体的光电探测器可以实现将普通光电探测延伸至线偏振光探测，这样光探测维度得以增加，目标信息获取更加全面。然而，作为二维材料，大面积合成仍然是其不可避免的难点，并且与集成电路技术完美融合也很难，这无形中增加了基于二维材料偏振光探测器件的制备成本，很难商用。同时目前的这类器件主要为欧姆型两端器件，这使得各向异性仅仅依赖于半导体材料，比如探测光谱范围，受这类材料带隙的限制，目前涉及的波段范围主要在红外光谱以及部分可见光。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种基于肖特基结的线偏振光探测器及其制备方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种一种基于肖特基结的线偏振光探测器，包括：

漏电极、源电极、二氧化硅衬底以及有源层；

所述漏电极、有源层以及源电极从左至右依次位于所述二氧化硅衬底上方；

所述有源层的材料为N型半导体纳米线；所述漏电极和源电极的材料均为金属材料，所述有源层与漏、源电极的交界面为所述肖特基结。

在一些实施例中，所述有源层的材料为N型半导体硫化锑纳米线；所述漏电极和源电极的材料均为金属材料Au。

在一些实施例中，所述源电极和漏电极的金属材料的功函数，位于所述有源层的费米能级之下1eV左右。在一些实施例中，所述线偏振光探测器的探测波段为可见光以及近红外。

在一些实施例中，所述有源层的宽为40nm，高为40nm，长为20μm，所述源电极和漏电极的厚度均为50nm，长度均为150nm，宽度均为50nm。

根据本发明的另一个方面，提供了一种如上所述的基于肖特基结的线偏振光探测器的制备方法，包括：

在二氧化硅衬底上制备N型半导体纳米线作为有源层；

在所述二氧化硅衬底上，位于有源层的左右两侧的位置，制备漏电极和源电极；

对由所述有源层、漏电极、源电极以及二氧化硅衬底形成的整体结构进行封装，得到所述基于肖特基结的线偏振光探测器。