[发明专利]一种Si衬底MoS

说明书

本发明公开了一种Si衬底MoS₂近红外光探测器及制备方法，从下到上依次包括Si衬底、MoS₂功能层及Ni/Au金属层电极，所述Ni/Au金属层电极位于MoS₂功能层上表面的两端，所述MoS₂功能层的上表面镀一层纳米级的Ag颗粒。本发明有效降低表面对近红外光的反射损耗，增强近红外光谐振吸收，实现高灵敏度高带宽探测。

技术领域

本发明涉及近红外光探测器领域，具体涉及一种Si衬底MoS₂近红外光探测器及制备方法。

背景技术

光电探测器是一种将光信号转换成为电信号的器件，普遍存在于我们日常生活中的每一个角落。而光是一种电磁波，根据其波长的不同可以分为很多种，近红外光就是其中的一种。所谓近红外光，就是指波长范围在780nm～3μm之间的光，而近红外光探测器由于特殊的光谱响应范围，在军民领域具有广泛的应用。

目前为止，得以应用的近红外光探测器按所使用材料的尺寸可以分为块状材料探测器、薄膜材料探测器和纳米材料探测器三种。块状材料探测器目前应用最广泛的是块状硅基光电探测器和InGaAs基探测器等，但是这些探测器具有很明显的缺点，就是这些材料对光的吸收率很低，因此光响应度很低；并且这些材料易碎，在柔性器件方面不能得到应用。为此人们开始寻找新型的具有更高光吸收率和柔韧性的材料，于是纳米材料探测器的研究就应运而生。

纳米薄膜材料拥有许多块状材料所不具备的光电性质，使其在光电探测领域拥有很大优势。首先，纳米材料拥有很大的比表面积，因此对光的吸收面积比较大，能够尽可能的吸收更多的光；其次，纳米材料由于其尺寸很小，使其电荷的运输时间大大缩小，从而提高响应的速度；最后，材料由于其为纳米尺寸，具有量子限域效应，当减少材料厚度时，会导致强烈的束缚激子，增强其对光的吸收效率。

虽然MoS₂基探测器研究取得了显著成果，但是由于材料问题和器件问题，导致MoS₂基探测器的应用效果不佳。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种Si衬底MoS₂近红外光探测器。该探测器具有外量子效率高，响应速度快、带宽高等优点。

本发明还提供一种Si衬底MoS₂近红外光探测器的制备方法。

本发明采用的技术方案：

一种Si衬底MoS₂近红外光探测器,从下到上依次包括Si衬底、MoS₂功能层及Ni/Au金属层电极，所述Ni/Au金属层电极位于MoS₂功能层上表面的两端，所述MoS₂功能层的上表面镀一层纳米级的Ag颗粒。

所述MoS₂功能层的厚度为10～12nm。

所述Ni/Au金属层电极为叉指电极。

Ni/Au金属层电极中Ni金属层的厚度为95～105nm，Au金属层的厚度为95～105nm。

一种Si衬底MoS₂近红外光探测器，包括如下步骤：

S1在Si衬底上采用PLD低温外延方法生长MoS₂功能层，所述PLD低温外延方法生长MoS₂功能层的温度为440～460℃，激光能量为0.46～0.50J/cm²，生长时间为40～60min；

S2在MoS₂功能层上表面匀胶、烘干、曝光、显影和氧离子处理，确定电极形状，并通过蒸镀工艺将Ni/Au金属层电极蒸镀在MoS₂功能层上表面的两端。