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公开(公告)号:CN112086528B
公开(公告)日:2025-03-14
申请号:CN202010966329.9
申请日:2020-09-15
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
Abstract: 本发明公开了一种铁电畴定义的串联二维光伏电池及制备方法。所述的光伏电池结构自上而下依次为铁电功能层、金属电极、二维半导体和绝缘硅衬底。器件制备步骤是在衬底上制备过渡金属硫族化合物二维半导体,运用紫外光刻或者电子束曝光的方法结合热蒸发、剥离工艺制备金属电极作为半导体沟道的源极和漏极,然后用旋涂法制备铁电薄膜覆盖此结构,随后使用压电力显微技术对两个沟道分别写入正‑负向畴结构,于是铁电畴就能够调控双极型二维半导体两侧分别呈现空穴和电子导电,形成面内PNPN结。此种方法形成的串联PN结与单个PN结相比具有开路电压翻倍增长的特征,制备工艺简单,器件的尺寸小,器件稳定性好。
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公开(公告)号:CN118099269A
公开(公告)日:2024-05-28
申请号:CN202410216947.X
申请日:2024-02-28
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: H01L31/112 , H01L31/032 , H01L31/18 , G01D5/30
Abstract: 本发明属于半导体光电器件技术领域,具体涉及一种图形化铁电畴调控的红外偏振光电探测器及其制备方法和应用。本发明提供了一种图形化铁电畴调控的红外偏振光电探测器,包括自下而上依次设置的绝缘衬底、二碲化钼层、源极和漏极层以及图形分区极化铁电层。过渡金属硫族化合物二碲化钼是一种层状结构二维半导体材料,其晶格结构为各向同性,基于二碲化钼制备的器件一般用于可见光波段的光电探测,不具备偏振敏感性。本发明提供的红外偏振光电探测器将二碲化钼层与图形分区极化铁电层复合,利用图形化铁电畴调控,不仅可以利用铁电剩余极化电场拓展其探测波段,还能够打破二碲化钼对称性,实现可见到近红外波段的高灵敏偏振光电探测。
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公开(公告)号:CN118099256A
公开(公告)日:2024-05-28
申请号:CN202410221716.8
申请日:2024-02-28
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: H01L31/101 , H01L31/0336 , H01L31/0224 , H01L31/18
Abstract: 本发明属于红外探测技术领域,具体涉及一种碲镉汞范德华异质结单极势垒型红外探测器及制备方法。本发明提供的碲镉汞范德华异质结单极势垒型红外探测器,包括碲镉汞材料层2、二维半导体材料层4和石墨烯材料层5通过范德华力结合形成的范德华异质结,从而使器件能够在无需外部制冷的条件下实现中波红外探测功能,有效降低了碲镉汞红外探测器件的制冷要求,避免了低温工作器件中读出电路和制冷机的相关影响。综上,本发明提供的碲镉汞范德华异质结单极势垒型红外探测器能够在无需外加制冷的情况下实现中波红外探测功能,避免了传统外延势垒型碲镉汞探测器中复杂势垒缓冲层结构,能够实现室温高性能红外探测,具有工作温度高、响应灵敏等优点。
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公开(公告)号:CN113013279B
公开(公告)日:2022-03-29
申请号:CN202110107189.4
申请日:2021-01-27
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: H01L31/109 , H01L31/18 , H01L31/0296 , H01L31/028
Abstract: 本发明公开了一种碲镉汞‑黑磷范德华异质结红外偏振探测器及制备方法。探测器的结构自下而上依次为衬底、碲镉汞材料、绝缘层、二维半导体黑磷、金属电极。首先在衬底上生长碲镉汞材料,通过紫外光刻和氩离子刻蚀去除部分碲镉汞,采用电子束蒸发的方法填充氧化铝作为绝缘层,利用聚碳酸亚丙酯薄膜辅助定点转移二维半导体材料黑磷在碲镉汞和绝缘层的交界处,通过电子束光刻技术结合剥离工艺制备金属源漏电极,形成碲镉汞范德华异质结红外偏振探测器结构。该器件结构可在无外加偏置电压的条件下实现中波红外波段的探测功能,有效降低了器件功耗;且可在无附加光结构的条件下实现偏振探测功能,大大简化了偏振探测器的器件结构。
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公开(公告)号:CN120091592A
公开(公告)日:2025-06-03
申请号:CN202510101248.5
申请日:2025-01-22
Applicant: 国科大杭州高等研究院 , 中国科学院上海技术物理研究所
Abstract: 本发明的基于范德华铁电半导体的光电调控的多态非易失性存储器,自下而上依次为绝缘衬底、底金属电极、铁电栅介质、绝缘层h‑BN、导电沟道层、源金属电极和漏金属电极,源金属电极和漏金属电极分别与导电沟道层的两端相连,形成一个电流通路,其中,所述铁电栅介质层为二维范德华铁电半导体材料In2Se3,所述导电沟道层为二维范德华铁电半导体材InSe。本发明基于栅压和源漏电压极化形成的阻态调制窗口,组合控制电荷的注入与从沟道中的提取。制备的器件通过两个饱和极化来存储多态信息,并借助正负畴比的调控,实现更多存储态。
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公开(公告)号:CN119208379A
公开(公告)日:2024-12-27
申请号:CN202411343294.8
申请日:2024-09-25
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: H01L29/78 , H01L29/06 , H01L29/51 , H01L21/336
Abstract: 本发明涉及光电器件技术领域,尤其涉及一种负电容隧穿光电晶体管及其制备方法和应用。本发明所述负电容隧穿光电晶体管是一种铁电材料与低维半导体异质结材料相结合的结构,其将铁电材料特性与低维半导体异质结的隧道效应与光电特性相结合,利用氧化铪基铁电栅电介质代替传统光电晶体管栅极电介质层,在负电容隧穿光电晶体管栅结构中提供负电容效应,以提高器件性能;通过铁电材料的负电容效应增强隧穿场效应晶体管的电学性能,提升器件的开关比与开态电流,并进一步降低器件的亚阈值摆幅,同时提升器件光电响应度和响应速度。栅极与低维半导体异质结的设置实现了超低亚阈值摆幅且无回滞的目的。此外其还具备稳定性好、结构简单和容易制备等特点。
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公开(公告)号:CN109949843B
公开(公告)日:2023-11-14
申请号:CN201910246108.1
申请日:2019-03-29
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
Abstract: 本发明公开一种铁电畴调控的光读出模式存储器及制备方法。器件结构为:导电衬底上依次有二维半导体和铁电薄膜层。器件制备步骤是在导电衬底上制备二维半导体,然后制备铁电薄膜,随后利用压电力显微技术对二维半导体上的铁电薄膜写入周期性正‑反向畴结构,利用铁电电畴调控二维半导体WS2的光致发光强度。铁电畴极化向下区域的WS2发光强度明显强于极化向上的区域,利用荧光相机拍摄出的荧光相片呈现出与极化方向相对应的明暗区域,将这些明暗区域分别代表存储器的开态(“1”)和关态(“0”),从而实现存储的目的。该类光电存储器具有结构简单,存储密度大,非易失性,保持特性良好,一次性可获得全部存储信息,摆脱传统读出电路限制的特点。
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公开(公告)号:CN107749433B
公开(公告)日:2023-07-04
申请号:CN201710760252.8
申请日:2017-08-30
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: H01L31/109 , H01L31/18
Abstract: 本发明公开了一种二维范德华异质结构光电探测器及其制备方法。其特征在于,器件结构自下而上依次为衬底、两种二维半导体构成的异质结构及金属源漏电极。首先在衬底上制备一种二维半导体,在此基础上转移另外一种二维半导体至底层半导体表面,两种半导体通过范德华力结合,形成范德华异质结,再运用电子束光刻技术结合剥离技术制备金属电极,最终形成范德华异质结构光电探测器。区别于其他二维材料光电探测器,该结构制备工艺简单,成本低,无须栅压调控,在小偏压下实现探测,功耗极低,且可拓展探测器响应波段、提高灵敏度和实现快速响应。
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公开(公告)号:CN111584644A
公开(公告)日:2020-08-25
申请号:CN202010324650.7
申请日:2020-04-23
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: H01L31/0216 , H01L31/18 , H01L31/09 , H01L27/144
Abstract: 本发明公开了一种用于红外焦平面器件的铁电单晶薄膜制备方法。其方法是将硅基衬底上的钽酸锂(LiTaO3)单晶薄膜剥离下来转移到特定的衬底上,保留单晶体材料的热释电性能,关键技术包括腐蚀硅基衬底的工艺条件、自支撑薄膜转移、电极制备与性能测试。首先,利用把硅基钽酸锂薄膜放置于腐蚀液中,在一定的温度下反应一段时间,然后转移到酒精中进行二次转移操作,使其在特定衬底上形成自支撑薄膜。然后,利用电子束蒸发制备上下电极,用自制的热释电系数测试系统测量单晶薄膜的热释电系数。该技术可以获得大面积、均匀的自支撑钽酸锂单晶薄膜,可用于制备高灵敏的非制冷红外焦平面器件。
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公开(公告)号:CN111192967A
公开(公告)日:2020-05-22
申请号:CN202010126498.1
申请日:2020-02-28
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
Abstract: 本发明公开了一种铁电畴定义的MoTe2面内PN结及制备方法。PN结结构自下而上依次是绝缘衬底、金属底电极、铁电功能层、过渡金属硫族化合物双极性半导体MoTe2和石墨烯电极。器件的制备步骤是先运用紫外光刻或者电子束光刻的方法结合热蒸发、剥离工艺在绝缘衬底上制备左右两个金属底电极,然后用旋涂法在底电极上制备铁电薄膜,随后通过机械剥离法将双极性半导体MoTe2转移至铁电薄膜上,然后通过机械剥离工艺获得石墨烯并转移至MoTe2上作为电极,最后分别给左右两个底电极施加正向和负向电压脉冲调节铁电薄膜的极化方向相反,从而将双极性半导体两边调节成电子和空穴导电,形成面内PN结。该类PN结具有典型的整流特征,无需一直施加外加栅压,稳定性好等特点。
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