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費(fèi)米能級(jí)可調(diào)的PIN結(jié)構(gòu)石墨烯光探測(cè)器及其制備方法與流程

文檔序號(hào):12478966閱讀:來源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種費(fèi)米能級(jí)可調(diào)的PIN結(jié)構(gòu)石墨烯光探測(cè)器,其特征在于,從下到上依次為襯底、金屬層、絕緣層、第一石墨烯層、介質(zhì)層及第二石墨烯層;絕緣層上具有源極電極、漏極電極及第一電極,其中源極電極和漏極電極均與第一石墨烯層相連接,第一電極與第二石墨烯層相連接;其中第一石墨烯層和第二石墨烯層中任意一個(gè)為P摻雜,另一個(gè)為N摻雜,第一石墨烯層、介質(zhì)層及第二石墨烯層構(gòu)成PIN結(jié)構(gòu);第一石墨烯層、源極電極、漏極電極、絕緣層及金屬層構(gòu)成一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的費(fèi)米能級(jí)可調(diào)的PIN結(jié)構(gòu)石墨烯光探測(cè)器,其特征在于,所述金屬層為Cu、Au、Al、Ni、NiCr或Ag,且金屬層的厚度為100-1000 nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的費(fèi)米能級(jí)可調(diào)的PIN結(jié)構(gòu)石墨烯光探測(cè)器,其特征在于,所述絕緣層為SiO2、Si3N4、MnO2或MgO,絕緣層的厚度為100-1000 nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的費(fèi)米能級(jí)可調(diào)的PIN結(jié)構(gòu)石墨烯光探測(cè)器,其特征在于,所述介質(zhì)層為Si3N4 、MgO、SiO2或未摻雜的石墨烯。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的費(fèi)米能級(jí)可調(diào)的PIN結(jié)構(gòu)石墨烯光探測(cè)器,其特征在于,所述介質(zhì)層的厚度為1-500 nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的費(fèi)米能級(jí)可調(diào)的PIN結(jié)構(gòu)石墨烯光探測(cè)器,其特征在于,所述絕緣層上還具有作為備用的第二電極。

7.一種費(fèi)米能級(jí)可調(diào)的PIN結(jié)構(gòu)石墨烯光探測(cè)器的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:

S1、在襯底表面沉積金屬層;

S2、在金屬層表面生長(zhǎng)絕緣層;

S3、在絕緣層表面沉積一層金屬電極層,光刻金屬電極層形成源極電極、漏極電極、第一電極及第二電極;

S4、轉(zhuǎn)移一層石墨烯至絕緣層表面形成第一石墨烯層,第一石墨烯層分別與源極電極和漏極電極相連接,并對(duì)第一石墨烯層進(jìn)行摻雜;

S5、在第一石墨烯層表面生長(zhǎng)介質(zhì)層;

S6、轉(zhuǎn)移一層石墨烯至介質(zhì)層表面形成第二石墨烯層,第二石墨烯層與第一電極相連接,并對(duì)第二石墨烯層進(jìn)行摻雜;

S7、刻蝕掉器件表面多余的石墨烯,完成器件的制備。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的費(fèi)米能級(jí)可調(diào)的PIN結(jié)構(gòu)石墨烯光探測(cè)器的制備方法,其特征在于,所述步驟S4中對(duì)第一石墨烯層進(jìn)行P型摻雜,步驟S6中對(duì)第二石墨烯層進(jìn)行N型摻雜;或者步驟S4中對(duì)第一石墨烯層進(jìn)行N型摻雜,步驟S6中對(duì)第二石墨烯層進(jìn)行P型摻雜。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的費(fèi)米能級(jí)可調(diào)的PIN結(jié)構(gòu)石墨烯光探測(cè)器的制備方法,其特征在于,所述P型摻雜采用旋涂Au和甲苯混合溶液的方法對(duì)石墨烯層進(jìn)行摻雜。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的費(fèi)米能級(jí)可調(diào)的PIN結(jié)構(gòu)石墨烯光探測(cè)器的制備方法,其特征在于,所述N型摻雜采用滴涂聯(lián)氨溶液或旋涂PEI溶液的方法對(duì)石墨烯層進(jìn)行摻雜。

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