[发明专利]一种二维直接带隙半导体探测器及其制备方法

权利要求书

1.一种二维直接带隙半导体探测器，其特征在于，所述二维直接带隙半导体探测器为Ag/In₂(PS₃)₃肖特基光电探测器，所述的探测器的结构为绝缘衬底、在绝缘衬底上制作底电极，底电极上方是通过定点转移的单层二维In₂(PS₃)₃层、在In₂(PS₃)₃的正上方是顶电极。

2.根据权利要求1所述的一种二维直接带隙半导体探测器，其特征在于，所述绝缘衬底为云母片或SOI衬底。

3.根据权利要求1所述的一种二维直接带隙半导体探测器，其特征在于，所述底电极为银层。

4.根据权利要求1所述的一种二维直接带隙半导体探测器，其特征在于，所述顶电极为ITO层或银栅线。

5.根据权利要求1所述的一种二维直接带隙半导体探测器，其特征在于，所述In₂(PS₃)₃层的厚度是0.69nm。

6.一种二维直接带隙半导体探测器的制备方法，包含以下步骤，

1)利用电子束曝光EBL技术、热蒸镀和剥离技术在云母片或SOI衬底上沉积银作为底电极；

2)采用空间受限化学气相透射(CVT)方法制备了超薄二维In₂(PS₃)₃层，通过利用空间限制的外延生长方法获得原子级薄的介电In₂(PS₃)₃层；VDW性质导致In₂(PS₃)₃的逐层生长，从而能够实现具有仅0.69nm的有限厚度的单层结构；

3)运用定点转移技术或湿法转移把氟金云母的中间层的In₂(PS₃)₃纳米层转到银底电极的正上方，并暴露出部分银底电极；

4)利用电子束曝光EBL技术、磁控溅射在In₂(PS₃)₃层正上方准确定位沉积ITO或银栅线的顶电极，从而制备成具有垂直肖特基结的In₂(PS₃)₃探测器。

7.根据权利要求6所述的一种二维直接带隙半导体探测器的制备方法，其特征在于，步骤1)具体为，选用云母片或SOI做为衬底，在衬底上利用光刻技术对电极图形进行精准定位曝光显影，利用热蒸发技术制备银电极层，银电极层厚度为10nm。

8.根据权利要求6所述的一种二维直接带隙半导体探测器的制备方法，其特征在于，步骤2)具体为，将氟金云母片材剥离并重新附着，然后放入真空石英管的一端，将适量铟、磷和硫粉末放到真空石英管的另一端，采用空间受限化学气相透射方法制备了超薄二维In₂(PS₃)₃纳米片，在氟金云母的中间层中获得超薄单层2D In₂(PS₃)₃纳米层；真空石英管的密封在压力小于10mbar，以5℃/min的加热速率将整个石英管加热至600℃持续6h；之后，将炉以2℃/min的速率冷却至室温。