[发明专利]一维/二维钙钛矿范德华异质结光电器件及其制作方法

说明书

一种一维/二维钙钛矿范德华异质结光电器件及其制作方法，该一维/二维钙钛矿范德华异质结光电器件包括二维钙钛矿纳米片；一维钙钛矿纳米线，设置在二维钙钛矿纳米片上；范德华异质结，设置在一维钙钛矿纳米线和二维钙钛矿纳米片的接触面上；器件电极，包括第一电极和第二电极，第一电极设置在二维钙钛矿纳米片底部，第二电极设置在一维钙钛矿纳米线上；以及衬底，其上设有第一电极，位于器件底部。本发明两种不同维度的材料形成异质结可以实现不同维度材料中物理效应的耦合与调控；通过结合低维金属卤化物钙钛矿材料和范德华异质结的优点为高性能光电器件制备提供有效手段，此方法可以实现体系中光电性能的灵活调控。

技术领域

本发明涉及光电器件领域，特别地涉及一种一维/二维钙钛矿范德华异质结光电器件及其制作方法。

背景技术

范德华异质结由于简便的制备方法和新奇的物理特性已经成为目前低维材料研究中的热点方向。范德华异质结可以通过将低维材料直接堆垛来实现，由于其对晶格失配的容忍度高，因此可以通过灵活选择不同物理特性的单元及不同的排列方式进行组装，从而实现体系中各种物理性能的调控。随着近年来二维材料的研究热潮增长，已有很多基于二维材料的范德华异质结相关工作报道。这种结构会表现出一些新奇的物理现象如霍夫施塔特蝴蝶谱、莫尔条纹、强激子结合能和自旋能谷极化等。范德华异质结对研究新物理理论及发展新型光电器件具有促进作用。

金属卤化物钙钛矿材料具有诸多优异光电性能，是受到广泛关注的前沿热点材料。近年来，人们逐渐从三维钙钛矿体材料转移到了低维钙钛矿材料的研究中来，如零维量子点、一维纳米线和二维纳米片等。但是基于一维/二维钙钛矿材料的范德华异质结还未见报道。钙钛矿低维范德华异质结能为新物理机理研究提供新平台，对未来新型光电器件的发展具有重要意义。一方面这种结构有助于更为深入地解析材料和器件中潜在的物理机制，如激子演化、电荷转移与输运等；另一方面，由于低维钙钛矿材料独特的结构特征与量子限域效应，有助于进一步开发出具有特殊用途的高性能光电子器件。

但是目前一维/二维钙钛矿范德华异质结的制备还面临诸多困难，这涉及高质量的低维单晶钙钛矿材料合成及形貌尺寸控制、干法转移构建范德华异质结等。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种一维/二维钙钛矿范德华异质结光电器件及其制作方法，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种一维/二维钙钛矿范德华异质结光电器件，包括：

二维钙钛矿纳米片；

一维钙钛矿纳米线，设置在二维钙钛矿纳米片上；

范德华异质结，设置在一维钙钛矿纳米线和二维钙钛矿纳米片的接触面上；

器件电极，包括第一电极和第二电极，第一电极设置在二维钙钛矿纳米片底部，第二电极设置在一维钙钛矿纳米线上；以及

衬底，其上设有第一电极，位于器件底部。

作为本发明的另一个方面，还提供了一种一维/二维钙钛矿范德华异质结光电器件的制作方法，包括：

将一维钙钛矿纳米线转移到二维钙钛矿纳米片上形成范德华异质结；

将范德华异质结转移到制备好第一电极的衬底上；

在一维钙钛矿纳米线上制备第二电极，得到所述一维/二维钙钛矿范德华异质结光电器件。

基于上述技术方案可知，本发明的一维/二维钙钛矿范德华异质结光电器件及其制作方法相对于现有技术至少具有以下优势之一：

(1)两种不同维度的材料形成异质结可以实现不同维度材料中物理效应的耦合与调控；