[发明专利]一种光电晶体管、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种光电晶体管，其特征在于，自下而上包括：底栅，介电层，沟道导电层，源电极和漏电极，所述源电极和漏电极位于沟道导电层两侧。

2.根据权利要求1所述的光电晶体管，其特征在于，所述的底栅为重掺杂的P型Si或N型Si基片，同时作为Si衬底层和光电晶体管的背栅电极。

3.根据权利要求1所述的光电晶体管，其特征在于，所述的介电层为SiO₂薄膜，厚度为200-300nm。

4.根据权利要求1所述的光电晶体管，其特征在于，所述的沟道导电层为具有厚度梯度和组分梯度的MoS_2(1-x)Se_2x薄膜，呈现三角锥形状的多层结构。

5.根据权利要求1所述的光电晶体管，其特征在于，所述的源极和漏极采用同样的材料和结构，均为Ti/Au电极，其中Ti厚度10nm，Au厚度50nm。

6.一种根据权利要求1-5任一项所述的光电晶体管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)二氧化硅/硅基片预处理

提供带有SiO₂薄膜的P型或N型重掺杂硅片，清洗并干燥后进行表面改性处理，得到包含衬底层和介电层的基片；

(2)制备带隙渐变MoS_2(1-x)Se_2x薄片

配置前驱体溶液，得到羟基辅助溶液并将溶液旋涂于清洁的SiO₂/Si衬底上，选取硫磺和硒粉分别被用作S和Se源，通过薄膜沉积方法在SiO₂/Si基片上获得厚度渐变、带隙渐变的具有平面同质结的MoS_2(1-x)Se_2x薄片；

(3)制备Ti/Au电极

在步骤(2)的基础上用刻蚀源极和漏极图案，并蒸发镀膜获得Ti/Au电极；蒸镀得到的源漏电极与MoS_2(1-x)Se_2x薄片边缘相接触，完成电极蒸镀后得到光电晶体管。

7.根据权利要求6所述的光电晶体管的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中表面改性采用食人鱼溶液，增强其表面亲水性，利用食人鱼溶液使SiO₂/Si基片表面带有羟基，从而具有高度亲水性。

8.根据权利要求6所述的光电晶体管的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中配置前驱体溶液的方法是：使用KOH和钼酸铵溶解于去离子水中，从而获得羟基辅助的前驱体溶液。

9.根据权利要求6所述的光电晶体管的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中薄膜沉积方法为化学溶液沉积法，并使用自制的管式炉进行加热。

10.一种根据权利要求6-9任一项所述方法制备的光电晶体管的应用，其特征在于，应用于电子、通信、医疗设备、智能制造、智慧交通中。