[发明专利]一种基于石墨烯/二硒化钨/二硒化锡叠层结构的光电器件及其制备方法

权利要求书

1.一种基于石墨烯/二硒化钨/二硒化锡叠层结构的光电器件，其特征在于，所述光电器件从下到上依次为：衬底(1)，绝缘层(2)，二硒化锡层(3)，二硒化钨层(4)和石墨烯层(5)；

所述衬底(1)与绝缘层(2)上表面积相同，所述二硒化锡层(3)上表面积小于绝缘层(2)；所述二硒化钨层(4)覆盖于二硒化锡层(3)上表面且二硒化钨层(4)的一侧延伸至绝缘层(2)上表面；所述石墨烯层(5)覆盖于二硒化钨层(4)上表面且石墨烯层(5)的一侧延伸至绝缘层(2)上表面；

第一金属电极(6)和第二金属电极(7)分别位于叠层结构两侧，其中，所述第一金属电极(6)位于绝缘层(2)一侧的上表面且与二硒化锡层(3)接触；所述第二金属电极(7)位于绝缘层(2)另一侧的上表面且与石墨烯层(5）延伸至绝缘层(2)的区域接触。

2.根据权利要求1所述基于石墨烯/二硒化钨/二硒化锡叠层结构的光电器件，其特征在于，所述的衬底(1)包括绝缘衬底和非绝缘衬底；当所述衬底(1)为绝缘衬底时，衬底(1)与绝缘层(2)材质相同且二者固为一体。

3.根据权利要求2所述基于石墨烯/二硒化钨/二硒化锡叠层结构的光电器件，其特征在于，所述绝缘层衬底的材质包括氧化铝、普通玻璃、石英玻璃、云母、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷中的至少一种；衬底(1)与绝缘层(2)的总厚度为0.1-5毫米。

4.根据权利要求2所述基于石墨烯/二硒化钨/二硒化锡叠层结构的光电器件，其特征在于，所述非绝缘衬底的材质包括硅、锗、金箔、铜箔、镍箔中的至少一种；所述绝缘层(2)的材质为二氧化硅、云母、六方氮化硼、氧化铝或氧化铪中的一种；衬底(1)的厚度为0.1-5毫米，绝缘层(2)的厚度为10-300纳米。

5.根据权利要求2所述基于石墨烯/二硒化钨/二硒化锡叠层结构的光电器件，其特征在于，所述二硒化锡层(3)、二硒化钨层(4)、石墨烯层(5)的厚度依次分别为4-50纳米、15-55纳米和0.7-6纳米。

6.根据权利要求1所述基于石墨烯/二硒化钨/二硒化锡叠层结构的光电器件，其特征在于，所述的第一金属电极(6)和第二金属电极(7)的材质为铟镓合金，或添加铟镓合金的金属；所述金属包括铜、铝、金、铂、钯中的一种或多种；所述的第一金属电极(6)和第二金属电极(7)的厚度均为10-500纳米。

7.根据权利要求6所述基于石墨烯/二硒化钨/二硒化锡叠层结构的光电器件，其特征在于，所述添加铟镓合金的金属中，铟镓合金的含量为5-50%。

8.如权利要求1-7任一所述基于石墨烯/二硒化钨/二硒化锡叠层结构的光电器件的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)衬底清洗

将待洗的衬底依次放入丙酮溶液、异丙酮、无水乙醇浸泡5-7分钟后，分别依次以超声、去离子水冲洗，吹干后备用；

2）绝缘层的制备

当衬底为非绝缘衬底时，利用热氧化法、气相化学沉积法、原子层沉积法或机械转移法在衬底表面制备绝缘层；

3)层状材料的制备

用机械剥离法或化学气相沉积法分别制备二硒化锡、二硒化钨、石墨烯层状材料；

4)石墨烯/二硒化钨/二硒化锡叠层结构的制备

在二硒化锡层上旋涂PPC，加热使PPC与二硒化锡层结合，然后将PPC-二硒化锡转移到绝缘层上，然后加热，并以丙酮清洗去除PPC；

用同样的转移方法，将二硒化钨层堆叠到二硒化锡层上得到二硒化钨-二硒化锡叠层，再将石墨烯层堆叠到双层上得到石墨烯-二硒化钨-二硒化锡叠层；

5)电极的制备

分别在二硒化锡层和石墨烯层的端部刷涂液态铟镓合金，或蒸镀仪蒸镀铟镓-金属合金，或磁控溅射仪中溅射铟镓-金属合金，即获得所述基于石墨烯/二硒化钨/二硒化锡叠层结构的光电器件。