[发明专利]基于有机-无机范德华异质结的双极性场效应晶体管

权利要求书

1.一种有机-无机范德华异质结器件，由下至上依次为有机聚合物薄膜层、无机半导体层和上电极，且所述上电极位于所述无机半导体层两端的上方；

构成所述有机聚合物薄膜层的材料为PDVT-10；

所述无机半导体层的材料为MoS₂。

2.根据权利要求1所述的有机-无机范德华异质结器件，其特征在于：所述有机聚合物薄膜层的厚度为8-9nm；

所述无机半导体层的厚度为0.8-1nm；

有机-无机范德华异质结区域的厚度为8.8-10nm；

所述上电极的厚度为95-100nm。

3.根据权利要求1或2所述的有机-无机范德华异质结器件，其特征在于：构成所述上电极的材料选自Au、Al、Ag、Pt、W、Ru、Ti、Ta、Pb、Co、Mo、Ir、Ni和Cu中至少一种。

4.一种制备权利要求1-3中任一所述有机-无机范德华异质结器件的方法，包括：

1)制备p型半导体材料PDVT-10薄膜；

2)在所述有机聚合物薄膜层上制备无机半导体层；

3)在所述无机半导体层上制备上电极，得到所述有机-无机范德华异质结器件。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，制备p型半导体材料PDVT-10薄膜的方法为LB膜法。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述LB膜法包括：

将PDVT-10的分散液滴加到水面，待所述分散液中的溶剂挥发后，压缩表面压力，水平转移薄膜于基板上，退火而得。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述分散液中，溶剂为邻二氯苯；所述分散液的浓度为3.8-4.2mg/mL；

滴加速率为8-12μL/min；

所述压缩表面压力步骤中，压缩后的表面压力为7-9mN/m；

所述退火步骤中，温度为175-185℃；时间为13-18分钟；

所述基板为Si/SiO₂基板。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述分散液中，溶剂为邻二氯苯；所述分散液的浓度为4mg/mL；

所述压缩表面压力步骤中，压缩后的表面压力为8mN/m；

所述退火步骤中，温度为180℃；时间为15分钟。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中，制备方法为化学气相沉积法；

硫粉与MoO₃的质量比为79-81：19-21；

载气为氩气；

载气流速为9-11sccm；

硫粉所在区域的沉积温度为120-140℃；

MoO₃所在区域的沉积温度为710-730℃；

沉积时间为4-6分钟。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中，硫粉与MoO₃的质量比为80:20；

载气流速为10sccm；

硫粉所在区域的沉积温度为130℃；

MoO₃所在区域的沉积温度为720℃；

沉积时间为5分钟。

11.根据权利要求4-10中任一所述的方法，其特征在于：所述步骤3)中，制备上电极的方法为真空蒸镀法。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：所述步骤3)所述真空蒸镀法中，真空度为7×10^-6-7×10^-7Pa；蒸镀速率为

13.权利要求1-3中任一所述有机-无机范德华异质结器件在制备超高速开关器件、太阳能电池、半导体激光器、晶体管场效应器件、集成电路和光电子器件中任意一种中的应用。