[发明专利]一种石墨烯二维异质结柔性器件结构及其制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯二维异质结柔性器件结构的制备方法，其特征在于：包括有以下步骤：

(1) 以聚合物作为基底，承载大面积石墨烯薄膜，得到聚合物/石墨烯复合薄膜；

(2) 将聚合物/石墨烯复合薄膜的石墨烯一侧贴紧二维半导体薄膜，对聚合物层施加压力，使石墨烯薄膜与二维半导体薄膜充分接触；

(3) 提起聚合物/石墨烯薄膜，使纳米厚度的二维半导体薄膜通过范德华力吸附在石墨烯薄膜的表面；

(4) 在吸附有二维半导体的聚合物/石墨烯薄膜表面沉积一定形状的绝缘材料，作为绝缘层；

(5) 在石墨烯薄膜和二维半导体薄膜边缘沉积一定形状的导电材料，作为引出电极。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯二维异质结柔性器件结构的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中石墨烯薄膜采用化学气相沉积法或氧化石墨还原法制备，其厚度为0.3nm-100nm，面积为100μm²-1m²。

3.根据权利要求1所述的一种石墨烯二维异质结柔性器件结构的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中石墨烯薄膜采用化学气相沉积法制备时，聚合物/石墨烯复合薄膜的制备方法为：在石墨烯薄膜表面旋涂聚合物溶液并固化。

4.根据权利要求1所述的一种石墨烯二维异质结柔性器件结构的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中石墨烯薄膜采用还原氧化石墨法制备时，聚合物/石墨烯复合薄膜的制备方法为：在聚合物薄膜表面旋涂石墨烯分散液，干燥后加热固化。

5.根据权利要求1所述的一种石墨烯二维异质结柔性器件结构的制备方法，其特征在于：所述绝缘材料为氮化硼、氮化硅、二氧化硅或金属氧化物，厚度为0.1nm-800nm。

6.一种石墨烯二维异质结柔性器件结构，其特征在于：由权利要求1-5任一项所述的一种石墨烯二维异质结柔性器件结构的制备方法制得，其以聚合物承载石墨烯薄膜，石墨烯薄膜与二维半导体薄膜构成异质结，采用碳材料或金属材料作为电极形成必要的导电接触，采用氧化物、氮化物或金刚石材料作为绝缘层形成晶体管器件栅极。

7.根据权利要求6所述的一种石墨烯二维异质结柔性器件结构，其特征在于：所述聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯或聚二甲基硅氧烷，又或者是上述聚合物中两种或两种以上的混合物或共聚物。

8.根据权利要求6所述的一种石墨烯二维异质结柔性器件结构，其特征在于：所述聚合物的厚度为100nm-1cm。

9.根据权利要求6所述的一种石墨烯二维异质结柔性器件结构，其特征在于：所述二维半导体薄膜为黑磷、二硫化钼、二硫化钨、二硫化钒、二硫化铌、二硫化钽、二硫化钛、二硫化锆、二硫化铪、二硫化铂、二硫化钯、二硒化钼、二硒化钨、二硒化钒、二硒化铌、二硒化钽、二硒化钛、二硒化锆、二硒化铪、二硒化铂、二硒化钯、二碲化钼、二碲化钨、二碲化钒、二碲化铌、二碲化钽、二碲化钛、二碲化锆、二碲化铪、二碲化铂、二碲化钯或二硫化锡。

10.根据权利要求6所述的一种石墨烯二维异质结柔性器件结构，其特征在于：所述二维半导体薄膜厚度为0.1nm-100nm。