[发明专利]一种自供电偏振可见光探测器及制备方法与应用

权利要求书

1.一种自供电偏振可见光探测器，其特征在于，包括从下到上依次排布的衬底、缓冲层、功能层、SiO₂隔离层和金属电极层，其中：

所述缓冲层为从下到上依次排布的AlN层、AlGaN层和GaN层；

所述功能层包括InGaN层、石墨烯层和GeS₂层，石墨烯层作为GeS₂层和InGaN层之间的电子传输层；

所述SiO₂隔离层在所述InGaN层上；

所述金属电极层分别在所述GeS₂层和所述InGaN层上。

2.根据权利要求1所述的自供电偏振可见光探测器，其特征在于，所述AlN层的厚度为50～150nm，所述AlGaN层的厚度为250～400nm，所述GaN层的厚度为1～3μm。

3.根据权利要求1所述的自供电偏振可见光探测器，其特征在于，所述InGaN层的厚度为50～150nm，所述石墨烯为单层或三层厚度，所述GeS₂层的厚度为0.6～3.5nm。

4.根据权利要求1所述的自供电偏振可见光探测器，其特征在于，所述金属电极层为Ti/Au金属层，Ti/Au金属层为从下到上排布的Ti金属层和Au金属层，其中，Ti金属层的厚度为5～10nm，Au金属层的厚度为90～150nm。

5.根据权利要求1所述的自供电偏振可见光探测器，其特征在于，所述衬底为Si衬底、蓝宝石衬底或者LaAlO₃衬底，厚度为300～450μm。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的自供电偏振可见光探测器的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

采用金属有机物化学气相沉积设备生长法在衬底上生长缓冲层；

采用金属有机物化学气相沉积设备生长法在所述缓冲层上生长InGaN层；在所述InGaN层上表面进行光刻曝光处理后，在所述InGaN层上方转移或者生长一层石墨烯，并通过磁控溅射方法在所述石墨烯层上沉积GeS₂层，从而得到包含InGaN层、石墨烯层和GeS₂层的功能层；

在所述功能层表面进行光刻曝光处理后，并通过等离子体化学气相淀积方法在所述InGaN层上沉积SiO₂隔离层，从而得到器件；

对所述器件进行光刻曝光处理后，并通过蒸镀工艺分别在GeS₂层和InGaN层表面蒸镀金属电极层，从而得到用于可见光通信的自供电偏振可见光探测器。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，采用金属有机物化学气相沉积设备生长法在衬底上从下到上依次外延生长AlN层、AlGaN层和GaN层的温度分别为1100～1200℃、1100～1200℃和1000～1150℃。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，采用金属有机物化学气相沉积设备生长法在缓冲层上生长InGaN层的温度为600～750℃；

在InGaN层上采用湿法转移石墨烯；

采用磁控溅射方法在石墨烯层上沉积GeS₂的功率为50～70W，Ar气流量为50～70sccm。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，采用等离子增强化学气相淀积方法沉积SiO₂隔离层，等离子功率为30～50W，沉积温度为90～110℃；金属电极层的蒸镀速率为0.1～0.3nm/min。

10.一种如权利要求1-5任一项所述的自供电偏振可见光探测器的应用方法，其特征在于，所述自供电偏振可见光探测器应用于可见光通信。