[发明专利]一种利用纳米金属颗粒辅助微波实现半导体金属相变的方法

说明书

本发明涉及一种利用纳米金属颗粒辅助微波实现半导体金属相变的方法，包括以下步骤：(1)：首先，在二维相变材料表面生长一层金属薄膜；(2)：接着，对二维相变材料进行退火，使得金属薄膜吸收热量转变为纳米金属颗粒；(3)：最后，将退火后的二维相变材料转入微波腔体，微波处理，即实现二维相变材料发生半导体‑金属相变。与现有技术相比，本发明使用纳米金属颗粒辅助微波诱导二维半导体材料发生相变，方法简单易实现，特别是在具有二维相变材料的电子器件中可简单容易的实现相变过程，因而在电子行业具有广泛的应用价值和前景。

技术领域

本发明涉及半导体-金属相变材料领域，尤其是涉及一种利用纳米金属颗粒辅助微波实现半导体金属相变的方法。

背景技术

二维相变材料二碲化钼MoTe₂属于层状过渡金属硫族化合物，具有二维的层状结构。它同质结光电效率极高，是硅的10—50倍；具有与硅几乎一样的能带隙，具有超高的载流子迁移率、饱和漂移速度和高的电、热导率等，因此可以代替硅成为新型的半导体材料。同时，单层MoTe₂材料同时存在半导体相和金属相，并且半导体-金属相变转换能非常低。

MoTe₂材料区别于硅材料的电学特性，尤其其特有的半导体-金属相变为其在新型电子器件的应用上开拓了新的应用可能和广阔的应用前景，例如其相变特性可应用在具有低接触电阻、低导通电压的场效应晶体管，亦可用于制作高电流开关比和载流子迁移率的场效应管。

目前，诱导MoTe₂发生半导体—金属相变的技术手段主要有以下三种方法：1、电子束照射；2、激光辐射诱导；3、高温加热。但是此类方法有以下缺陷：1、技术实现手段复杂，过程繁琐；2、容易在MoTe₂中造成创伤，引入缺陷。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种利用纳米金属颗粒辅助微波实现半导体金属相变的方法，使得如MoTe₂的二维相变材料发生相变的过程简单易实现，在材料成型过程中引入更少的创伤。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种利用纳米金属颗粒辅助微波实现半导体金属相变的方法，包括以下步骤：

(1)：首先，在二维相变材料表面生长一层金属薄膜；

(2)：接着，对二维相变材料进行退火，使得金属薄膜吸收热量转变为纳米金属颗粒；

(3)：最后，将退火后的二维相变材料转入微波腔体，微波处理，即实现二维相变材料发生半导体-金属相变。

优选的，所述的二维相变材料为单层结构MoTe₂。MoTe₂原料可以采用常规市售原料，如南京牧科纳米科技有限公司，也可以自己根据现有技术制备。

更优选的，所述单层结构MoTe₂的厚度在1nm以内。

优选的，所述的金属薄膜的材质为金或银，也可以是其他材质的金属。

优选的，所述的金属薄膜的厚度小于10nm，此处的金属薄膜可以采用电子束蒸发或者磁控溅射方法等制备得到。

优选的，步骤(2)中退火的温度为200-400℃，时间在1h以内。

优选的，微波处理的工艺条件为微波频率2.45GHz，功率2000瓦,处理时间0.5-1.5分钟左右

与现有技术相比，本发明具有以下优点：