[实用新型]一种基于二维硒化铟光存储器件

说明书

本发明涉及一种基于二维硒化铟光存储器件，其特征在于包括金属条、二维硒化铟、石墨、SiO₂层、Si层和铬；SiO₂/Si作为衬底，衬底上设有铬层，铬层上设有两个金属条作为电极，相互之间设有沟道；一个金属电极上设有少层石墨，从单侧电极表面并充分覆盖电极内侧边缘且不搭接另一侧电极；二维硒化铟薄片搭接在另一侧金属电极与石墨电极之间，形成金属‑二维硒化铟‑石墨肖特基二极；其中金属电极与电压源的正极相接，石墨电极与电压源的负极相接。本发明光存储器件工作时只需要调控源极和漏极之间的电压以及外部光照，即可实现对器件逻辑状态的控制，不需要引入较大的栅极电压，简化了器件工作时的电路连接。

技术领域

本发明属于光存储器件，涉及一种基于二维硒化铟光存储器件。

背景技术

在过去的几十年中，以数据存储、信息检索及其传输和处理为主要功能的半导体技术进步极大地促进了人类社会的发展。其中基于纳米技术及新材料技术的新型光存储器件的开发和使用尤其受到关注。光存储器件，是一类综合利用半导体材料及其异质结构的光响应特性和电学输运特性，能够在一个器件单元中同时实现光探测及数据存储和处理等多种功能的新型存储器件，其研究和开发具有重要的理论意义和实用价值。与传统体半导体材料相比，二维半导体材料种类丰富，性能多样且具有天然钝化的表面和原子层级别的厚度，更容易实现功能多样化器件的可控制备，是构筑高性能光存储器件的理想材料。截至目前为止，已有多种基于石墨烯、二硫化钼等二维材料及其异质结构的光存储器件被成功制备。但目前报道的大部分二维光存储器件都是以对称型场效应晶体管为基础，一方面其器件结构较为复杂且对制备工艺要求较高；另一方面此类器件一般通过控制较大的栅极电压来实现字节的写入、读出和擦除，且工作电流较大，不易降低能耗。因此，设计并构筑一种基于二维材料的结构简单、耗能低的新型光存储器件具有重要意义。二维硒化铟材料，因其具有优异的电学输运性能，机械性能以及光响应特性，是继石墨烯、二硫化钼、黑磷等最有前景的二维半导体材料之一。基于二维硒化铟材料的肖特基二极管性能优异且易于制备，在电子和光电子领域具有良好的应用前景，但目前尚没有基于该类型光存储器件的报道。

文献1“Roy K,Padmanabhan M,Goswami S,et al.Graphene–MoS₂ hybridstructures for multifunctional photoresponsive memory devices.Naturenanotechnology,2013；8: 826-830”报道了基于干法转移制备的石墨烯/二硫化钼异质结构，使用电子束光刻等技术在二氧化硅/硅衬底上成功构筑了金-石墨烯/二硫化钼-金场效应晶体管，报道的金- 石墨烯/二硫化钼-金场效应晶体管通过控制栅极电压能够同时实现光探测器和光存储器的功能。

文献2“Wang Q,Wen Y,Cai K,et al.Nonvolatile infrared memory in MoS₂/PbS vander Waals heterostructures.Science advances,2018；4:eaap7916”报道了基于二硫化钼/硫化铅异质结构，采用电子束光刻技术在二氧化硅/硅衬底上成功构筑了金-二硫化钼/硫化铅-金场效应晶体管，报道的金-二硫化钼/硫化铅-金场效应晶体管通过控制栅极电压能够实现对红外光的探测和信息存储功能。

文献3“Xiang D,Liu T,Xu J,et al.Two-dimensional multibitoptoelectronic memory with broadband spectrum distinction.Naturecommunications,2018；9:1-8”报道了基于干法转移制备的二硒化钨/六方氮化硼异质结构，采用电子束光刻技术在二氧化硅/硅衬底上成功构筑了金-二硒化钨/六方氮化硼-金场效应晶体管，报道的金-二硒化钨/六方氮化硼-金场效应晶体管通过控制栅极电压能够实现光探测和光存储功能。