[发明专利]一种石墨烯/黑磷烯复合薄膜晶体管及制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯/黑磷烯复合薄膜晶体管的制备方法，其特征在于，所述薄膜晶体管制备的具体步骤如下：

（1）将氧化石墨加入去离子水中，超声分散6~8h，然后以3000~4000r/min的转速离心分离30~50min，取50%上层清液，加入尿素、水合肼，搅拌20~40min得到混合液，将混合液转移至PTFE内衬的水热反应釜中，加热至160~170℃反应3~3.5h，再离心分离，洗涤，冷冻干燥，得到氮掺杂石墨烯；

（2）将黑磷原料加入甲醇中，超声分散12~15h，然后以6000~7000 r/min的转速离心分离30~50min，取50%上层清液，加入氯化重氮苯，搅拌20~40min得到混合液，将混合液置于真空箱中，加热至65~68℃，直至甲醇完全挥发除去，得到氯化重氮苯改性黑磷烯；

（3）以高掺杂硅基片为底栅极，在基片上设置二氧化硅绝缘层，然后通过真空热蒸镀在二氧化硅绝缘层上形成金属铝薄膜，再光刻得到源极和漏极；

（4）将氮掺杂石墨烯、氯化重氮苯改性黑磷烯加入去离子水中，超声分散20~40min，将所得分散液加入源极与漏极之间的沟道中，然后在源极和漏极上加载交流电压，使氮掺杂石墨烯、氯化重氮苯改性黑磷烯沉积在沟道中形成复合薄膜，然后停止电压并自然晾干，得到石墨烯/黑磷烯复合薄膜晶体管。

2.根据权利要求1所述一种石墨烯/黑磷烯复合薄膜晶体管的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，氧化石墨、去离子水、尿素、水合肼的质量比为0.05~0.1：100：0.1~0.2：0.02~0.04。

3.根据权利要求1所述一种石墨烯/黑磷烯复合薄膜晶体管的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述超声分散的超声功率为120~150W，频率为40~53Hz。

4.根据权利要求1所述一种石墨烯/黑磷烯复合薄膜晶体管的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，黑磷、甲醇、氯化重氮苯的质量比为0.05~0.1：100：0.01~0.02。

5.根据权利要求1所述一种石墨烯/黑磷烯复合薄膜晶体管的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述超声分散的超声功率为80~100W，频率为40~53Hz。

6.根据权利要求1所述一种石墨烯/黑磷烯复合薄膜晶体管的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，氮掺杂石墨烯、氯化重氮苯改性黑磷烯、去离子水的质量比为0.5~2：0.5~2：100。

7.根据权利要求1所述一种石墨烯/黑磷烯复合薄膜晶体管的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，所述沟道的长度为0.1~0.2mm，宽度为0.3~0.5mm。

8.根据权利要求1所述一种石墨烯/黑磷烯复合薄膜晶体管的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，分散液在沟道中的加入量为0.005~0.01mL。

9.根据权利要求1所述一种石墨烯/黑磷烯复合薄膜晶体管的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，所述超声分散的超声功率为40~60W，频率为40Hz；所述交流电压的幅值为4~8V，频率为50~100kHz。

10.权利要求1~9任一项所述制备方法制备得到的一种石墨烯/黑磷烯复合薄膜晶体管。