[发明专利]一种铁电增强的范德华异质结偏振探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种铁电增强的范德华异质结偏振探测器，其特征在于，

所述探测器结构自下而上依次为：绝缘衬底(1)，第一层二维半导体(2)，第二层二维半导体(3)，金属源极(4)覆盖部分半导体(3)并延展至氧化物层(2)上，金属漏极(5)覆盖部分半导体(2)并延展至氧化物层(2)上，铁电功能层(6)覆盖第一层二维半导体半导体(2)和第二层二维半导体(3)，金属栅电极(7)覆盖并不超过(6)的区域，其中：

所述的绝缘衬底(1)为具有SiO₂层的重掺杂的Si衬底；

所述的第一层二维半导体(2)为过渡金属硫族化合物，厚度为5-15纳米；

所述的第二层二维半导体(3)为具有各向异性的二维半导体硒化亚锗GeSe，厚度为10-150纳米；

所述的金属源极(4)和金属漏极(5)为镍、铬、钛、钯、铂或金，厚度为20～100纳米；

所述的铁电功能层(6)为聚偏氟乙烯基铁电聚合物薄膜，厚度为100-300纳米；

所述的金属栅电极(7)为铝，厚度为9纳米。

2.一种制备如权利要求1所述的铁电增强的范德华异质结偏振探测器的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)通过机械剥离转移或化学气相沉积方法将第一层二维半导体(2)转移或生长至绝缘衬底(1)表面；

2)将第二层二维半导体(3)用机械剥离的方法制备于另一个衬底上，在该二维半导体上覆盖一层聚碳酸亚丙酯薄膜，加热使其与该二维半导体充分接触，降温后在衬底上取下该碳酸亚丙酯薄膜，此时二维半导体被碳酸亚丙酯吸附，在显微镜下移动碳酸亚丙酯薄膜，使得第二层二维半导体与第一层二维半导体(2)对准，加热使其缓慢接触，降温后将样品置于丙酮中浸泡，使碳酸亚丙酯完全溶解，至此制备好两种二维半导体的范德华异质结；

3)采用电子束曝光技术，结合热蒸发及剥离工艺制备金属源极(4)，漏极(5)；

4)采用旋涂方法制备聚偏氟乙烯基铁电功能层(6)，并在135℃下退火4小时保证功能层良好的结晶性；

5)利用金属掩模版定义栅电极图形，通过电子束蒸发或热蒸发制备半透明金属铝电极，完成铁电增强的范德华异质结偏振探测器器件。