[发明专利]一种硅兼容双极性异质结紫外-近红外双波段光电探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种硅兼容双极性异质结紫外-近红外双波段光电探测器，其特征在于：所述紫外-近红外双波段光电探测器是以单晶硅衬底(5)作为基底，在所述单晶硅衬底(5)的上、下表面皆设置有SiO₂绝缘层(4)；在各层SiO₂绝缘层(4)的中心、沿SiO₂绝缘层的厚度方向皆形成有一盲孔，所述盲孔的深度与所述SiO₂绝缘层的厚度相等；在单晶硅衬底上表面的盲孔内沉积有二维2H-MoSe₂材料(1)、下表面的盲孔内沉积有二维1T-WS₂材料(2)，且所述二维2H-MoSe₂材料(1)与所述二维1T-WS₂材料(2)的厚度与盲孔深度相等；

所述二维2H-MoSe₂材料(1)与所述二维1T-WS₂材料(2)分别位于单晶硅衬底(5)的上、下表面，形成2H-MoSe₂/Si/1T-WS₂双极性异质结；

在位于单晶硅衬底上表面的二维2H-MoSe₂材料(1)上设置有顶电极(3)，在位于单晶硅衬底下表面的二维1T-WS₂材料(2)下设置有底电极(6)，所述顶电极(3)及所述底电极(6)分别与相应的二维2H-MoSe₂材料(1)和二维1T-WS₂材料(2)形成欧姆接触。

2.根据权利要求1所述的硅兼容双极性异质结紫外-近红外双波段光电探测器，其特征在于：所述单晶硅衬底(5)的厚度为100μm-500μm。

3.根据权利要求1所述的硅兼容双极性异质结紫外-近红外双波段光电探测器，其特征在于：所述SiO₂绝缘层(4)的厚度为50-200nm。

4.根据权利要求1所述的硅兼容双极性异质结紫外-近红外双波段光电探测器，其特征在于：所述底电极(6)为Au电极或Ag电极，所述底电极(6)的厚度为20nm-300nm。

5.根据权利要求1所述的硅兼容双极性异质结紫外-近红外双波段光电探测器，其特征在于：所述顶电极(3)为石墨烯电极。

6.一种权利要求1～5中任意一项所述的硅兼容双极性异质结紫外-近红外双波段光电探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、在单晶硅衬底的上、下表面氧化生成SiO₂绝缘层；

b、在各层SiO₂绝缘层的中心、沿SiO₂绝缘层的厚度方向通过光刻各形成一盲孔，且盲孔的深度与所述SiO₂绝缘层的厚度相等，以暴露单晶硅衬底；

c、通过脉冲激光沉积法，在单晶硅衬底上、下表面的盲孔内分别制备二维2H-MoSe₂材料和二维1T-WS₂材料，且二维2H-MoSe₂材料和二维1T-WS₂材料的厚度与盲孔深度相等、大小与盲孔相同；

d、在位于单晶硅衬底下表面的二维1T-WS₂材料上蒸镀底电极，在位于单晶硅衬底上表面的二维2H-MoSe₂材料上设置顶电极，所述顶电极及所述底电极完全覆盖相应的二维1T-WS₂材料，即完成硅兼容双极性异质结紫外-近红外双波段光电探测器的制备。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤c中，利用脉冲激光沉积法制备二维2H-MoSe₂材料和二维1T-WS₂材料的工艺条件为：激光功率为40～400mJ、激光波长为248nm、脉冲频率为1～20Hz、气压为0.1～10^-5Pa。