[发明专利]二维黑磷/过渡金属硫族化合物异质结器件及其制备方法

摘要

一种基于二维黑磷/过渡金属硫族化合物异质结的器件，其异质结为二维黑磷纳米薄片和二维过渡金属硫族化合物纳米薄片叠层结构，二维黑磷的层数为1‑50层、二维过渡金属硫族化合物的厚度为1‑50层；两类二维材料通过通过化学气相沉积、机械剥离、液相剥离等方法制备合成；该器件可用于制备双极型晶体管、场效应晶体管或光电探测器/光电二极管。本发明的优点是：采用黑磷、过渡金属硫族化合物两种二维材料结合，形成了一种全新的pn型异质结构，这种异质结以材料间天然的范德瓦尔斯力结合，相比于传统异质结外延生长工艺，更易制备，相比于目前的块体材料，体积更小、更薄，柔韧性更好，集成度更高，具有应用到未来穿戴设备上的潜力。

主权项

一种基于二维黑磷/过渡金属硫族化合物异质结的器件，其特征在于：异质结为二维黑磷纳米薄片和二维过渡金属硫族化合物纳米薄片叠层结构，二维黑磷的层数为1‑50层、二维过渡金属硫族化合物的厚度为1‑50层，其中二维过渡金属硫族化合物是MoS₂、MoSe₂、MoTe₂、WS₂、WSe₂和WTe₂中的一种，或是化学计量比无法确定的掺杂类三元硫族化合物：Mo_xW_(1‑x)X₂，其中未确定元素X₂为S₂或Se₂或Te₂，未确定化学计量比x的范围为0<x<1；MoX_2xY_2(1‑x)，其中未确定元素X，Y为S、Se和Te中的任意两种，未确定化学计量比x的范围为0<x<1；WX_2xY_2(1‑x)，其中未确定元素X,Y为S、Se和Te中的任意两种，未确定化学计量比x的范围为0<x<1，所述器件电极的材料为导电金属、导电金属化合物或石墨烯，其中导电金属为Ti、Au、Pt、Cu、Al、Ti、Ag或W；导电金属化合物为TiN、TaN、ITO或AZO，金属和金属化合物电极的厚度为10‑300nm。