[发明专利]基于碲纳米片的二维范德华双极型晶体管及其构筑方法

权利要求书

1.一种基于碲纳米片的二维范德华双极型晶体管，其特征在于，包括不同厚度的二维p型碲纳米片、二维n型半导体材料、电极及目标衬底；

所述不同厚度的二维p型碲纳米片包括水热法制备的厚层碲纳米片和薄层碲纳米片，所述厚层碲纳米片厚度为30nm，所述薄层碲纳米片厚度为5.5nm；

所述二维n型半导体材料为二硫化钼，厚度为3nm；

所述电极为金属电极，数量为三个，分别沉积在厚层碲纳米片表面、薄层碲纳米片表面以及二维n型半导体表面，所述金属电极包括高功函数金属电极Pd/Au和低功函数金属电极Cr/Au，所述高功函数金属电极设置在厚层碲纳米片及薄层碲纳米片表面；所述低功函数金属电极设置在二维n型半导体材料表面。

2.根据权利要求1所述的基于碲纳米片的二维范德华双极型晶体管，其特征在于，所述目标衬底包括绝缘硅衬底、蓝宝石衬底或柔性衬底。

3.权利要求1-2任一项所述的基于碲纳米片的二维范德华双极型晶体管的构筑方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将洁净的目标衬底裁切成所需大小，备用；

S2：利用水热法合成不同厚度的p型碲纳米片，所述不同厚度的p型碲纳米片包括薄层碲纳米片和厚层碲纳米片，利用化学气相沉积法或机械剥离法制备二维n型半导体材料；

S3：将S2中的薄层碲纳米片及二维n型半导体材料转移到S1裁切好的目标衬底上；

S4：将薄层碲纳米片及二维n型半导体材料表面涂覆有机胶，烘干备用；

S5：选取S2中厚层碲纳米片转移到目标衬底上，做双极型晶体管的发射极；

S6：将S4中涂覆有有机胶的二维n型半导体材料转移到S5中的碲纳米片上，去胶，做双极型晶体管的基极，碲纳米片与二维n型半导体形成发射结；

S7：将S4中涂覆有有机胶的薄层碲纳米片转移到S6中的发射结上，并去胶，作为双极型晶体管的集电极，得到基于厚层碲纳米片/二维n型半导体材料/薄层碲纳米片的二维范德华异质结；

S8：在S7中样品上涂覆PMMA，烘干，利用电子束曝光在三层材料中分别曝出三个沟道，并利用热蒸镀沉积金属电极，得到基于碲纳米片的二维范德华双极型晶体管。

4.根据权利要求3所述的基于碲纳米片的二维范德华双极型晶体管的构筑方法，其特征在于，所述S4的具体方法包括：在薄层碲纳米片及机械剥离法得到的二维n型半导体表面旋涂一层PPC，在60-90℃的热板上烘干10-50s；在化学气相沉积得到的二维n型半导体表面旋涂一层PMMA，在90-130℃的热板上烘干30-60s。

5.根据权利要求3所述的基于碲纳米片的二维范德华双极型晶体管的构筑方法，其特征在于，若二维n型半导体为机械剥离法得到，所述S6的具体方法包括：

S6.1在PPC与硅片的接触边缘处注水并撕拉PPC薄膜，将二维n型半导体转移至PPC膜上；

S6.2利用精确转移平台的对准功能，将载有所需样品的PPC薄膜转移到S5中的碲纳米片正上方，并为底层碲纳米片预留出电极曝光区域；

S6.3将覆盖PPC薄膜的二维n型半导体/碲纳米片置于丙酮中，50-80℃浸泡2-5min，去除PPC，得到碲纳米片与n型半导体形成的发射结；

若二维n型半导体为化学气相沉积法得到，所述S6的具体方法包括：

S6.1将表面旋涂有PMMA的绝缘硅片置于氢氟酸溶液中，使载有n型半导体纳米片的PMMA与衬底分离，并用清水冲洗PMMA薄膜；

S6.2利用精确转移平台的对准功能，将载有所需样品的PMMA薄膜转移到S5中的碲纳米片正上方，并为底层碲纳米片预留出电极曝光区域；

S6.3将覆盖PMMA薄膜及二维n型半导体/碲纳米片的目标衬底置于丙酮中，80-110℃浸泡10-15min，去除PMMA，得到碲纳米片与n型半导体形成的发射结。