[发明专利]一种基于二维碲化钼的同质异相光电探测器的制备及应用

权利要求书

1.一种基于二维碲化钼的同质异相光电探测器的制备方法，所述方法，包括如下步骤：

(1)衬底清洗；

(2)利用机械剥离技术得到少层的MoTe₂薄膜，并利用PDMS干法转移技术将其转移至步骤(1)中清洗好的衬底表面，得到带有MoTe₂的衬底；

(3)将光刻胶均匀地旋涂在步骤(2)制备的带有MoTe₂的衬底上并进行烘烤，使用无掩膜光刻机在材料表面光刻出图形，得到带有部分光刻胶掩膜的MoTe₂，其中MoTe₂的两端需裸露在环境中，其他部分仍用光刻胶与环境隔离；

(4)将步骤(3)中的带有部分光刻胶掩膜的MoTe₂放入温和等离子体反应腔中，利用O₂等离子体对裸露在外面的MoTe₂进行相变处理，被光刻胶覆盖的区域不会发生任何变化，得到相变处理后的MoTe₂；

(5)将步骤(4)中相变处理后的MoTe₂置于蒸镀机内，蒸镀电极，得到基于二维碲化钼的同质异相光电探测器。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述光刻胶为AZ5214E。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(1)所述的衬底清洗具体步骤为：先将硅基衬底放入丙酮中，超声清洗4～6min；然后将硅基衬底置于乙醇中，超声条件下清洗4～6min；之后在去离子水水中超声清洗4～6min，然后用氮气枪吹干，最后在加热平台上于300±10℃烘烤9～10min。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(2)所述的旋涂转速为600±20rpm持续9～10s，3000±30rpm持续30±5s。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(3)所述的光刻技术具体是：将MoTe₂置于无掩膜光刻机载台上，在显微镜下将曝光部位对准在MoTe₂的两端，即将需要相变的部位露出来，沟道区域挡住，保留沟道10±0.5μm，利用光刻技术得到MoTe₂的反应掩膜。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(4)所述的O₂等离子体中O₂的纯度为5N，其气体流量为20sccm。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(4)所述的相变处理的参数设置为：射频功率200W且反射功率20W以内，温和等离子体反应腔的腔压维持在4～5Pa，反应时间2min30s～3min。

8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(5)所述的蒸镀电极包括电子束蒸镀镍金属和热蒸镀制备的金金属；其中电子束蒸镀镍金属时，蒸镀机真空条件需满足5×10^-3Pa以下，所用的蒸镀速率为时间为2-4min，得到的电极材料厚度为5nm；热蒸镀金时，蒸镀机真空条件需满足1×10^-4Pa以下，所用的蒸镀速率为时间为30min，得到的电极材料厚度为50nm。

9.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述的MoTe₂同质异相结构选用的是P型2H相MoTe₂，其两边为半金属1T’相。

10.根据权利要求1～9任一所述方法制备得到MoTe₂同质异相光电探测器。