[发明专利]硒化钨基范德华异质结的红外光电探测器及其制备方法

权利要求书

1.硒化钨基范德华异质结的红外光电探测器，包括Si衬底(1)、SiO₂衬底(2)、二维WSe₂/TMDCs异质结器件(3)、两个Au电极(4)和导线(5)，其特征在于，所述SiO₂衬底(2)设置于Si衬底(1)的顶端，所述二维WSe₂/TMDCs异质结器件(3)设置于SiO₂衬底(2)的顶端，两个所述Au电极(4)分别设置于二维WSe₂/TMDCs异质结器件(3)，两个所述导线(5)分别于两个Au电极(4)相连接。

2.根据权利要求1所述的硒化钨基范德华异质结的红外光电探测器，其特征在于，所述二维WSe₂/TMDCs异质结器件(3)为U型结构。

3.根据权利要求1所述的硒化钨基范德华异质结的红外光电探测器，其特征在于，所述导线(5)为导电材料。

4.根据权利要求1所述的硒化钨基范德华异质结的红外光电探测器，其特征在于，所述导线(5)用于传输Au电极(4)的电信号。

5.硒化钨基范德华异质结的红外光电探测器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：分析现有的TMDC材料的能带结构、电学特性和光响应特性，通过计算研究二维WSe₂/TMDCs异质结构建过程中的堆叠方式和垂直应力对器件性能的影响，TMDCs代表过渡金属硫化物，是一类具有相似结构的二维半导体材料；

步骤二：利用机械剥离的方式获取不同厚度的TMDCs材料；

步骤三：将不同厚度的TMDCs材料转移至SiO₂衬底(2)上；

步骤四：将WSe₂样品与SiO₂衬底(2)上的TMDCs材料接触，制作出异质结；

步骤五：用EBL光刻定义电极图案，蒸发金属电极，制作出二维WSe₂/TMDCs异质结器件(3)；

步骤六：对制作出的二维WSe₂/TMDCs异质结器件(3)的进行测试。

6.根据权利要求5所述的硒化钨基范德华异质结的红外光电探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，计算的原理包括密度泛函理论分析和第一性原理。

7.根据权利要求5所述的硒化钨基范德华异质结的红外光电探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤四中，将WSe₂样品与SiO₂衬底(2)上的TMDCs材料接触的具体方法为：将带有WSe₂样品的胶带贴到PDMS上并固定至转移设备上，通过显微镜观察调制位置和角度，缓慢降低使WSe₂样品与SiO₂衬底(2)上的TMDCs材料接触。

8.根据权利要求5所述的硒化钨基范德华异质结的红外光电探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤五中，蒸发金属电极的方式包括电子束蒸发和热蒸发。

9.根据权利要求5所述的硒化钨基范德华异质结的红外光电探测器的制备方法，其特征在于，所述步骤六中，对制作出的二维WSe₂/TMDCs异质结器件(3)的进行测试的具体方法为：测试出二维WSe₂/TMDCs异质结器件(3)的拉曼光谱和PL光谱，对比WSe₂、TMDCs和二维WSe₂/TMDCs异质结器件(3)的拉曼光谱和PL光谱；利用开尔文探针力显微镜，通过定量分析异质结表面势的变化对二维WSe₂/TMDCs异质结器件(3)中的电荷转移进行分析；利用微波射频分析测量平台测试器件的电学性能，然后分别测量器件在暗态和不同波段的光电响应，对比测量结果并进行分析。