基于石墨烯/二硫化钨/钽镍硒晶体的异质结垂直器件、制备方法及应用

技术特征：
1.基于石墨烯/ws2/ta2nise5的异质结垂直器件，其特征在于：所述异质结垂直器件从下到上依次包括si/sio2衬底、石墨烯薄膜层、与石墨烯薄膜层直接接触的ws2薄膜层、与ws2薄膜层直接接触的ta2nise5薄膜层，两个电极分别在石墨烯薄膜层和ta2nise5薄膜层上；其中，石墨烯薄膜层上的电极接源电极，ta2nise5薄膜层上的电极接漏电极。2.根据权利要求1所述的基于石墨烯/ws2/ta2nise5的异质结垂直器件，其特征在于：所述石墨烯薄膜层的厚度为50～100nm，所述ws2薄膜层的厚度为20～40nm，所述ta2nise5薄膜层的厚度为100～200nm。3.根据权利要求1或2所述的基于石墨烯/ws2/ta2nise5的异质结垂直器件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、采用机械剥离方法，将石墨烯、ws2和ta2nise5粘附在si/sio2衬底上；步骤二、采用pva干法将石墨烯、ws2和ta2nise5按照顺序转移到si/sio2衬底上，制得具有垂直排列的垂直异质结结构石墨烯-ws
2-ta2nise5；步骤三、通过光刻和显影，制成电极图案；步骤四、在步骤三所述电极图案掩膜上蒸镀金属，形成源电极和漏电极，在所述源电极和漏电极之间为沟道区；步骤五、高温退火，得到异质结垂直器件。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤四中，所述源电极和漏电极采用的金属均选自au、cu、ni、ti、cr和ag中的一种或两种。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述源电极和漏电极采用的金属为au、ni/au或ti/au。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤五中，所述退火温度为100℃～300℃。7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：步骤五中，所述退火在氮气或氩气的气体氛围下进行。8.根据权利要求1或2所述的异质结垂直器件或权利要求3-7任意一种所述的制备方法制备的异质结垂直器件在光电探测设备中的应用。

技术总结
本发明涉及基于石墨烯/二硫化钨/钽镍硒晶体的异质结垂直器件、制备方法及应用，属于光探测领域，所述异质结垂直器件从下到上包括Si/SiO2衬底、石墨烯、WS2、Ta2NiSe5，两个电极分别在石墨烯和Ta2NiSe5上。制备方法：用机械剥离法剥离出石墨烯、WS2、Ta2NiSe5；用PVA干法转移将3种材料按顺序转移到Si/SiO2上；光刻出电极位置；热蒸镀镀出电极。所制备薄膜器件表现出良好的自驱动光探测性能，具有性能稳定等优点。作为光电探测器能实现可见光到中红外波段的光探测功能，厚的Ta2NiSe5结构增强了探测器对中红外光线的吸收，使探测器具有灵敏度高、器件结构简单、实用性强的优点。实用性强的优点。实用性强的优点。


技术研发人员：郑照强 张其洋
受保护的技术使用者：广东工业大学
技术研发日：2022.09.01
技术公布日：2022/12/19