[发明专利]谐振隧穿器件和使用其检测物理特性的方法

权利要求书

1.一种谐振隧穿器件，包括：

第一二维半导体层，包括第一二维半导体材料；

在所述第一二维半导体层上的第一绝缘层；以及

在所述第一绝缘层上的第二二维半导体层，所述第二二维半导体层包括与所述第一二维半导体材料相同种类的第二二维半导体材料，

其中所述第一二维半导体材料的晶格和所述第二二维半导体材料的晶格彼此对准。

2.根据权利要求1所述的谐振隧穿器件，其中

所述第一二维半导体材料和所述第二二维半导体材料各自包括过渡金属二硫族化合物(TMD)。

3.根据权利要求2所述的谐振隧穿器件，其中

所述过渡金属二硫族化合物由等式1表示，

M_1-aM'_aX_2(1-b)X'_2b……等式1

其中，在等式1中，M和M'是不同的过渡金属元素，X和X'是不同的硫族元素，0≤a1，0≤b1。

4.根据权利要求3所述的谐振隧穿器件，其中

所述不同的过渡金属元素各自包括Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W、Tc、Re、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Zn或Sn中不同的至少一种，以及

所述不同的硫族元素各自包括S、Se或Te中不同的至少一种。

5.根据权利要求1所述的谐振隧穿器件，其中

所述第一绝缘层包括二维绝缘材料或氧化物材料。

6.根据权利要求1所述的谐振隧穿器件，还包括：

电连接到所述第一二维半导体层的第一电极；以及

电连接到所述第二二维半导体层的第二电极。

7.根据权利要求1所述的谐振隧穿器件，还包括：

衬底，其中所述第一二维半导体层在所述衬底上。

8.根据权利要求7所述的谐振隧穿器件，其中

所述衬底包括绝缘材料。

9.根据权利要求1所述的谐振隧穿器件，还包括：

第二绝缘层，其中所述第一二维半导体层在所述第二绝缘层上；以及

衬底，其中所述第二绝缘层在所述衬底上并且包括导电材料。

10.根据权利要求9所述的谐振隧穿器件，其中

所述衬底用作栅电极，所述第二绝缘层用作栅极绝缘层。

11.根据权利要求1所述的谐振隧穿器件，还包括：

石墨烯层，在所述第一二维半导体层或所述第二二维半导体层中的至少一个上。

12.根据权利要求1所述的谐振隧穿器件，其中

所述谐振隧穿器件被配置为基于负微分电阻(NDR)效应来检测所述第一二维半导体材料和所述第二二维半导体材料的一种或更多种物理特性。

13.根据权利要求12所述的谐振隧穿器件，其中

所述物理特性包括电子结构、带隙或量子电容。

14.根据权利要求12所述的谐振隧穿器件，其中

所述谐振隧穿器件被配置为基于所述负微分电阻效应来检测温度、光的波长或光的强度。