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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：CN109950403B
公开(公告)日：2024-03-26
申请号：CN201910246110.9
申请日：2019-03-29
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
Abstract: 本发明公开了一种铁电场调控的二维材料PN结光电探测器及制备方法。器件结构自下而上依次为是绝缘衬底、双极性二维半导体，金属电极、铁电功能层。器件制备步骤是：利用机械剥离法在衬底上制备双极性二维半导体，利用紫外光刻或电子束光刻的方法结合热蒸发、剥离工艺制备金属电极，然后在该结构上用旋涂法制备铁电薄膜，随后利用压电力显微镜使二维材料上方两侧的铁电材料极化方向相反，利用铁电局域场调控二维半导体两侧分别为电子和空穴导电，形成面内PN结，并用于光电探测。器件工作时无需外加电压，通过测量光照下的电流信号变化，实现光电探测，也可用于光伏能源转换。该探测器具有高灵敏、低暗电流、快速响应、稳定性好、低功耗等特点。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN117276389A
公开(公告)日：2023-12-22
申请号：CN202311240582.6
申请日：2023-09-25
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
Abstract: 本发明涉及光电探测器技术领域，提供了一种声表面波辅助的二维材料光电探测器及其制备方法。本发明提供的光电探测器包括衬底、第一叉指电极和第二叉指电极、二维半导体材料、源电极和漏电极。本发明在压电材料衬底上设置两组叉指电极，通过在叉指电极上施加谐振频率的交流电压可以产生声表面波。本发明将声表面波和二维半导体材料相结合，利用声表面波与二维材料的独特特性来提高光电探测器的性能，在声表面波的作用下，光电探测器暗电流显著减少，并且光电流保持不变，为高性能光电探测器的研究提供了有效的途径。
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公开(公告)号：CN107170893B
公开(公告)日：2023-07-04
申请号：CN201710563689.2
申请日：2017-07-12
Applicant: 中国科学院上海技术物理研究所
Abstract: 本发明公开了一种极化电场调控二维半导体能带结构及制备方法。该方法将极化材料与二维半导体直接接触，极化材料极化后所产生的极化电场可有效调控二维半导体的能带结构。所采用的器件结构自下而上依次为绝缘衬底、二维半导体、金属引出复合电极、极化材料和金属上电极。形成金属‑极化材料‑二维半导体器件结构，施加外加电场，使极化材料极化，随后撤去外加电场。区别于其它二维半导体能带调控方法，该方法利用极化保持特性，可实现无外场下对二维半导体能带结构调控。光致发光光谱结果表明，在极化电场的作用下，二维半导体的能带结构得到了有效调控，因此拓展了此类材料的应用。该方法同时具备极低功耗、操作简便、稳定性好等特点。
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公开(公告)号：CN115787080A
公开(公告)日：2023-03-14
申请号：CN202211500128.5
申请日：2022-11-28
Applicant: 华东师范大学 , 中国科学院上海技术物理研究所
Abstract: 本发明公开了一种晶圆级自支撑CdTe薄膜的制备方法，包括以下步骤：提供二维材料/蓝宝石基板；在二维材料/蓝宝石基板表面生长CdTe薄膜；通过热释放胶带剥离的方法使CdTe/二维材料从蓝宝石基板表面分离；通过加热去除热释放胶带的粘性，可获得高质量自支撑CdTe薄膜。该方法利用蓝宝石基板与CdTe薄膜间存在良好的晶格匹配，并利用二维材料作为过渡层，避免蓝宝石表面的悬挂键与CdTe薄膜键合，通过分子束外延系统生长CdTe薄膜，再利用热释放胶带从基板上剥离CdTe薄膜，最后加热除去胶带粘性以获得自支撑CdTe薄膜。本发明制备的自支撑CdTe薄膜可以广泛兼容于硅基电子器件，并在柔性可穿戴电子器件等方面具有较大应用价值。
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公开(公告)号：CN114914315A
公开(公告)日：2022-08-16
申请号：CN202210544513.3
申请日：2022-05-19
Applicant: 华东师范大学 , 中国科学院上海技术物理研究所
IPC: H01L31/0296 , H01L31/112 , H01L31/18
Abstract: 本发明公开了一种基于深能级缺陷态的CdTe宽光谱探测器及其工作方法，特点是使用分子束外延系统并通过范德华外延方式调控制备具有深能级的CdTe外延薄膜。采用简单的水溶法，可实现CdTe外延薄膜的大面积剥离与转移。将CdTe外延薄膜转移到表面含有SiO2薄层膜的重掺Si晶圆衬底上，再利用标准的光刻工艺，结合金属热蒸镀技术实现所设计的CdTe宽光谱探测器。利用本发明，可使CdTe光电探测器的探测范围得到拓展，截止波长从原来的870纳米拓展到1.65微米，实现由紫外到长波近红外波段的宽谱探测，故在光纤通信波段1.3到1.6微米的光电器件，以及中心波长为1.25微米和1.6微米的白天和夜间微弱辉光的成像应用等方面具有巨大应用前景。
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公开(公告)号：CN111584644B
公开(公告)日：2022-03-29
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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