[发明专利]一种SiC基二硫化钨紫外-可见光电探测器及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种SiC基二硫化钨紫外-可见光电探测器，其特征在于，所述探测器的结构为背电极/n⁺SiC/n^-SiC/对称电极/WS₂纳米片；所述SiC基二硫化钨紫外-可见光电探测器是先采用电子束在经清洗的SiC衬底的n⁺SiC表面上分别蒸镀背电极，然后通过光刻激光直写在SiC衬底的n^-SiC表面光刻电极图案，并通过电子束在经光刻电极图案的n^-SiC表面蒸镀对称电极；再将PVA水溶液滴加到载玻片的PDMS薄膜上在50~60℃加热，制得PDMS薄膜/PVA膜，降至室温后PDMS薄膜和PVA膜会自然分离，在三维转移平台将PVA膜贴附在WS₂纳米片上后冷却至室温，然后将所得WS₂/PVA膜转移至蒸镀对称电极的SiC衬底上，在SiC衬底上制得WS₂/PVA膜；最后将附有WS₂/PVA膜的SiC衬底放入50~60℃去离子水或二甲基亚砜中加热使PVA膜溶解，在保护气氛中100~250℃退火制得。

2.根据权利要求1所述的SiC基二硫化钨紫外-可见光电探测器，其特征在于，所述WS₂纳米片的厚度为1~100nm。

3.根据权利要求1所述的SiC基二硫化钨紫外-可见光电探测器，其特征在于，所述PVA水溶液中 PVA的质量和去离子水的体积比为（2~12）g：（10~63）mL；所述PVA的分子量为27000~205000。

4.根据权利要求1所述的SiC基二硫化钨紫外-可见光电探测器，其特征在于，所述保护气氛为氮气或氩气。

5.根据权利要求1所述的SiC基二硫化钨紫外-可见光电探测器，其特征在于，所述背电极为Ni-Ag、Ti-Au或Cr-Au；所述对称电极为Ti-Au或Au。

6.根据权利要求1-5任一项所述的SiC基二硫化钨紫外-可见光电探测器的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

S1. 将n^-SiC/n⁺SiC衬底放入用氢氟酸水溶液和氟化铵水溶液混合配制的缓冲氧化刻蚀液中浸泡，刻蚀SiC衬底表面氧化物，并用丙酮、异丙醇和去离子水分别清洗，再用臭氧清洗；

S2. 采用电子束在衬底n⁺SiC表面上蒸镀背电极Ni/Ag，通过光刻激光直写衬底n^-SiC表面光刻电极图案，并采用电子束在经光刻电极图案的n^-SiC表面上蒸镀对称电极；

S3. 通过胶带机械剥离WS₂单晶到洗净的SiO₂/Si衬底上，获得WS₂纳米片；

S4. 将PVA水溶液滴加到载玻片的PDMS薄膜上在50~60℃加热，在PDMS薄膜上制得PVA膜，降至室温后PDMS薄膜和PVA膜会自然分离，在三维转移平台将PVA膜贴附在WS₂纳米片上后冷却至室温，然后将附有WS₂/PVA膜取下转移至蒸镀对称电极的衬底n^-SiC上，在SiC衬底上制得WS₂/PVA膜；

S5. 将附有WS₂/PVA膜的SiC衬底放入50~60℃去离子水或二甲基亚砜中加热使PVA膜溶解，在保护气氛中100~250℃退火，制得SiC基二硫化钨紫外-可见光电探测器。

7.根据权利要求6所述的SiC基二硫化钨紫外-可见光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述氢氟酸水溶液和氟化铵水溶液的体积比为（1~4）：（6~24）；所述氢氟酸水溶液的摩尔浓度为40~49%，所述氟化铵水溶液的摩尔浓度为30~40%。

8.根据权利要求6所述的SiC基二硫化钨紫外-可见光电探测器的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述浸泡的时间为3~5min；所述清洗的时间为5~10min。