[发明专利]基于二维材料的异质结器件及包含其的光电探测器和方法

权利要求书

1.一种基于二维材料的异质结器件，其特征在于，所述异质结器件包括纳米结构层(100)和二维材料层(200)；

其中，所述纳米结构层(100)包括多个阵列排布的纳米结构(101)，所述纳米结构(101)为金属；

所述二维材料层(200)包括至少一层各向异性二维材料；

所述纳米结构(101)设置于所述至少一层各向异性二维材料的一侧，使所述纳米结构层(100)与所述二维材料层(200)形成异质结。

2.如权利要求1所述的异质结器件，其特征在于，所述纳米结构层(100)的填充率小于1；

其中，所述填充率为所述纳米结构层(100)和所述二维材料层(200)的重叠面积与所述二维材料层(100)面积的比值。

3.如权利要求1所述的异质结器件，其特征在于，所述纳米结构(101)为贵金属材料。

4.如权利要求1-3中任一所述的异质结器件，其特征在于，所述纳米结构层(100)中的纳米结构(101)以多个超结构单元(102)的形式阵列排布；

其中，所述超结构单元(102)的顶点和/或中心位置设有所述纳米结构(101)。

5.如权利要求1所述的异质结器件，其特征在于，所述纳米结构(101)的形状包括中心对称图形或轴对称图形。

6.如权利要求5所述的异质结器件，其特征在于，所述纳米结构(101)的形状包括矩形、圆形、环形或十字形中的一种或多种。

7.如权利要求4所述的异质结器件，其特征在于，所述纳米结构(101)的周期大于或等于100nm，且小于或等于500nm。

8.如权利要求1-3中任一所述的异质结器件，其特征在于，所述纳米结构(101)的高度大于或等于5nm，且小于或等于30nm。

9.如权利要求1-3中任一所述的异质结器件，其特征在于，所述二维材料层(200)的材料包括黑磷、硫化锡、二砷化锗、二硒化钯、硒化锗或硫化铼中的一种或多种。

10.如权利要求9所述的异质结器件，其特征在于，所述二维材料层包括多种各向异性二维材料堆叠形成的异质结。

11.一种光电探测器，其特征在于，所述光电探测器包括衬底(300)、电极(400)和如权利要求1-10中任一所述的基于二维材料的异质结器件；

其中，所述异质结器件和所述电极(400)设置在所述衬底(300)表面；

所述电极(400)和所述异质结器件的二维材料层(200)的两端电连接，并且，所述电极(400)与所述异质结器件的纳米结构层(100)不接触。

12.如权利要求11所述的光电探测器，其特征在于，所述纳米结构层(100)的填充率小于1。

13.如权利要求11所述的光电探测器，其特征在于，所述纳米结构层(100)中纳米结构(101)的材料为金。

14.如权利要求13所述的光电探测器，其特征在于，所述纳米结构(101)的半径为20nm。

15.如权利要求13所述的光电探测器，其特征在于，所述纳米结构(101)的高度为10nm。

16.如权利要求11所述的光电探测器，其特征在于，所述纳米结构(101)的周期为100nm。

17.如权利要求11-16中任一所述的光电探测器，其特征在于，所述异质结器件的二维材料层(200)的各向异性比小于或等于3。