[发明专利]一种基于单层MoS

权利要求书

1.一种基于单层MoS₂薄膜/GaN纳米柱阵列的自供电紫外探测器，其特征在于，自下至上依次包括衬底（1）、GaN纳米柱阵列（2）、单层MoS₂薄膜（3）；所述单层MoS₂薄膜（3）自支撑在所述GaN纳米柱阵列（2）顶部上；所述单层MoS₂薄膜上设有第一金属电极（4）；所述GaN纳米柱阵列的底端处设有第二金属电极（5）。

2.根据权利要求1所述的一种基于单层MoS₂薄膜/GaN纳米柱阵列的自供电紫外探测器，其特征在于，所述衬底（1）的厚度为400~450 μm；所述衬底选自蓝宝石、Si或ScAlMgO₄。

3.根据权利要求1所述的一种基于单层MoS₂薄膜/GaN纳米柱阵列的自供电紫外探测器，其特征在于，所述GaN纳米柱阵列（2）中GaN纳米柱的长度为350~450 nm，直径为50~75 nm；所述GaN纳米柱阵列中的GaN纳米柱与衬底之间的GaN合并膜的厚度为4~8 nm；所述GaN纳米柱阵列上GaN纳米柱的密度为5.0×10⁹ ~10.0×10⁹ /cm²。

4.根据权利要求1所述的一种基于单层MoS₂薄膜/GaN纳米柱阵列的自供电紫外探测器，其特征在于，所述单层MoS₂薄膜（3）的厚度为1-2 nm。

5.根据权利要求1所述的一种基于单层MoS₂薄膜/GaN纳米柱阵列的自供电紫外探测器，其特征在于，所述第一金属电极（4）和第二金属电极（5）均为从下往上依次层叠的Ni金属层和Au金属层；所述Ni金属层和Au金属层的厚度分别为30~40 nm和80~100 nm；所述第一金属电极（4）和第二金属电极（5）的长度均为200~220 μm，宽度均为60~80 μm；所述第一金属电极（4）和第二金属电极（5）的间距为140~160 μm。

6.制备权利要求1~5任一项所述的一种基于单层MoS₂薄膜/GaN纳米柱阵列的自供电紫外探测器的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将衬底进行清洗处理，除去表面残留物后置于射频辅助分子束外延设备中，在衬底表面生长出GaN纳米柱阵列，形成GaN纳米柱阵列/衬底结构；

（2）在步骤（1）所得GaN纳米柱阵列/衬底结构上利用旋涂湿法转移工艺将单层MoS₂薄膜转移至GaN纳米柱阵列顶部，并进行转移后的清洗、烘干，形成单层MoS₂薄膜/GaN纳米柱阵列/衬底结构；

（3）对步骤（2）所得单层MoS₂薄膜/GaN纳米柱阵列/衬底结构进行光刻图形化处理，接着进行反应等离子刻蚀去除第二金属电极所在位置的纳米柱，去胶，得到图形化单层MoS₂薄膜/GaN纳米柱阵列/衬底结构，目的是为了沉积和GaN纳米柱底端接触的第二金属电极；

（4）对步骤（3）所得图形化单层MoS₂薄膜/GaN纳米柱阵列/衬底结构进行光刻处理，接着利用电子束蒸发镀膜系统在单层MoS₂薄膜上以及GaN纳米柱阵列的底端蒸镀形成第一金属层和第二金属层，去胶，得到所述基于单层MoS₂薄膜/GaN纳米柱阵列的自供电紫外探测器。