[发明专利]GaSe/MoS2

说明书

本发明公开了GaSe/MoS₂异质结的制备方法，属于光电器件的技术领域。本发明要解决现有制备GaSe/MoS₂异质结存在MoS₂纳米片形状不规则而且层数不可控、难以精确控制的技术问题。本发明采用化学气相沉积法得到单层MoS₂，然后采用PDMS作为转移的媒介利用转移平台将机械剥离的GaSe与MoS₂结合获得GaSe/MoS₂异质结。本发明制备的GaSe/MoS₂异质结是具有很好的光电性能，是许多光电器件的核心组件，比如紫外光电探测器等。

技术领域

本发明属于光电器件的技术领域；具体涉及GaSe/MoS₂异质结及其制备方法。

背景技术

在半导体材料中，一块两侧掺杂不同的半导体材料会形成同质结，两层或两层以上不同的半导体材料薄膜依次沉积在同一基底上会形成异质结。而根据形成异质结的半导体材料的导电类型，又可以把异质结可分为两大类。一类的异质结两边导电类型相同，被称为同型异质结；另一类的异质结由导电类型不同的半导体单晶材料构成，即P型材料和N型材料，被称为反型异质结。

制备GaSe/MoS₂异质结主要分成两个步骤，第一个步骤为将单层MoS₂沉积在基底上；第二个步骤为将GaSe与MoS₂相结合。

对于第一个步骤，现在的常见制备的方法主要有机械剥离法、锂离子插层剥离法、液相剥离法以及激光减薄法。这些方法所制备的MoS₂纳米片形状不规则而且层数不可控。

对于第二个步骤，现在的常见方法为利用Scotch胶带剥离出少层GaSe并将它与覆盖有很多单层MoS₂的基底直接粘合，但此方法随机性较大难以精确控制。

发明内容

本发明要解决现有制备GaSe/MoS₂异质结存在MoS₂纳米片形状不规则而且层数不可控、难以精确控制的技术问题，而提供了GaSe/MoS₂异质结的制备方法。

本发明中GaSe/MoS₂异质结的制备方法是通过下述步骤完成的：

步骤一、以MoO₃和硫粉为原料，再氮气气氛下，采用双温区化学气相沉积，在基底上沉积单层MoS₂；

步骤二、用Scotch胶带反复粘撕GaSe块体并将其黏附于转移媒介上，选取尺寸为20±5μm和厚度为20nm～40nm的GaSe并将其对应的转移媒介区域一同割裂出来，然后利用转移平台将其对准基底上的MoS₂，通过缓慢的按压使得GaSe与基底上的单层MoS₂紧密贴合，保持一段时间后，将转移媒介缓慢抬起；

步骤三、重复步骤二，直至将硅片表面的MoS₂上均覆盖有GaSe，即完成了GaSe/MoS₂异质结的制备。

进一步限定，步骤一所述的基底为硅片或者带有285nm厚度氧化层的硅片，带有氧化层的硅片是采用食人鱼溶液对硅片基底加热至83℃煮沸30分钟，使其表面带有经基而高度亲水。随后再用丙酮、异丙醇以及乙醇依次超声振荡10分钟己彻底除去表面有机质，最终保存在乙醇中以备使用，其中，所述食人鱼溶液为体积比为3:2的浓硫酸和30％(质量)过氧化氢的混合物。

进一步限定，步骤二中采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为转移媒介。

进一步限定，步骤一中双温区化学气相沉积是按下述步骤进行的：