[发明专利]具有石墨烯的器件及其制备方法

说明书

本发明提供一种具有石墨烯的器件及其制备方法，具有石墨烯的器件的制备方法包括如下步骤：1)提供一基底；2)于基底的表面形成石墨烯；3)于石墨烯远离基底的表面生长量子点。本发明的具有石墨烯的器件的制备方法通过分子束外延工艺生长量子点，通过调节分子束外延工艺的生长条件，可以有效的控制在石墨烯表面外延生长的量子点的形貌特征；生长过程稳定可控，重复性强，适合作为石墨烯表面功能化量子点的普适方法。

技术领域

本发明属于微电子技术领域，特别是涉及一种具有石墨烯的器件及其制备方法。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成的六角形蜂窝状二维纳米结构材料，具有优异的光电和力学特性，在能源、材料和生物医学等多个领域有着重要的应用前景。但是石墨烯表面光滑没有悬挂键，不利于有效的气体吸附，此外石墨烯优异的电学性质导致石墨烯本身电流很大，不利于光探测器件响应度的提升，因此有必要通过石墨烯表面功能化的方式增强石墨烯的气体吸附和光响应能力，以提高基于石墨烯的气体探测和光探测器件的性能。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有石墨烯的器件及其制备方法用于解决现有技术中由于石墨烯气体吸附能力较差及光响应能力较差的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种具有石墨烯的器件的制备方法，所述具有石墨烯的器件的制备方法包括如下步骤：

1)提供一基底；

2)于所述基底的表面形成石墨烯；

3)于所述石墨烯远离所述基底的表面生长量子点。

可选地，步骤1)中提供的所述基底包括锗基底。

可选地，步骤2)中，于所述基底的表面生长所述石墨烯的工艺包括化学气相沉积工艺。

可选地，步骤2)与步骤3)之间还包括对步骤2)所得结构进行预除气的步骤。

可选地，步骤2)所得结构置于分子束外延生长腔内进行预除气，预除气温度为150℃～250℃，预除气时间为0.5小时～1.5小时。

可选地，步骤3)中，采用分子束外延工艺于所述石墨烯远离所述基底的表面生长锗量子点。

可选地，生长所述锗量子点的生长温度为250℃～500℃，生长所述锗量子点的生长时间为100秒～900秒；生长所述锗量子点的过程中，锗源的电源为5kV～10kV，锗源的电流为100mA～200mA，锗源的束流为0.005nm/s～0.015nm/s。

可选地，生长所述锗量子点之前，升温至所述生长温度的升温速率为25℃/min～35℃/min。

可选地，步骤3)中，采用分子束外延工艺于所述石墨烯远离所述基底的表面生长砷化铟量子点。

可选地，生长所述砷化铟量子点包括如下步骤：

3-1)将所述基底加热至预定温度；

3-2)打开铟源进行第一次生长；

3-3)打开砷源进行第二次生长。

可选地，步骤3-1)中，将所述基底加热至所述预定温度后稳定150秒～250秒，所述预定温度为400℃～600℃；步骤3-2)中，所述铟源顶部的温度为800℃～900℃，所述铟源底部的温度为700℃～800℃，所述第一次生长的时间为5秒～15秒；步骤3-3)中，所述砷源顶部的温度为900℃～1100℃，所述砷源底部的温度为300℃～400℃，所述第二次生长的时间为250秒～350秒。

本发明还提供一种具有石墨烯的器件，所述具有石墨烯的器件包括：

基底；