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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米材料领域,特别涉及一种si2h/wse2异质结及其制备方法以及一种光电探测器。
技术介绍
1、wse2单层二维材料存在载流子寿命短、紫外光范围吸收能力不强、无法克服光生电子和空穴复合率高等问题。因此,对于wse2二维材料异质结光电探测器的设计主要的研究都集中在通过wse2和其他二维材料所构建的异质结,然而,传统的方法制备范德华异质结一般都通过二维材料的微区定点转移,或者通过二次生长来制备。其中微区定点转移方案需要使用凝胶薄膜,难以彻底清除;在转移过程中容易产生二维材料损伤,两种材料的接触界面也容易受到二维材料褶皱的影响,导致接触不良;采用二次生长的方法成功制备范德华异质结的概率很低,难度较大。
技术实现思路
1、针对现有异质结存在的问题,本专利技术提出一种si2h/wse2异质结,在二维si2h材料上堆叠单层的二维wse2材料形成异质结。
2、进一步的,二维si2h材料与wse2材料之间的距离为
3、优选的,二维si2h材料与wse2材料之间的距离为
4、进一步的,二维si2h材料中si与h之间的距离为si与si之间的距离为二维wse2材料中w与se之间的距离为
5、进一步的,通过对空间群为fd3m,晶格常数为b=a、γ=90°的si材料进行(111)面切面后,利用h原子饱和si材料在切面后表面的未配对悬挂键获得二维si2h材料;二维wse2材料为空间群为p63/mmc,晶格常数为b=a、γ=120°的材料;由单层二
6、进一步的,第一堆叠结构中的单层二维wse2材料沿a轴平移得到第二堆叠结构、沿b轴平移得到第三堆叠结构。
7、进一步的,第四堆叠结构中的单层二维wse2材料沿a轴平移得到第五堆叠结构、沿b轴平移得到第六堆叠结构。
8、本专利技术还提供一种si2h/wse2异质结的制备方法,也称为一种si2h/wse2异质结/一种si2h/wse2异质结的紫外光探测器模型的构建方法,具体包括以下制备过程:
9、通过对空间群为fd3m,晶格常数为b=a、γ=90°的si材料进行(111)面切面后,利用h原子饱和si材料在切面后表面的未配对悬挂键获得二维si2h材料;
10、二维wse2材料为空间群为p63/mmc,晶格常数为b=a、γ=120°的材料;
11、由单层二维wse2材料的4×4×1个晶胞和单层二维si2h材料的个晶胞构成超胞;
12、在超胞中,单层二维wse2材料的三个w原子与单层二维si2h材料的三个si对齐得到第一堆叠结构,或者单层二维wse2材料的三个se原子与单层二维si2h材料的三个si对齐得到第四堆叠结构。
13、本专利技术还提供一种光电探测器,其特征在于,包括一种si2h/wse2异质结,对异质结上、下表面分别进行金属化得到光电探测器。
14、进一步的,对si2h/wse2异质结施加或的正电场,或者或的负电场。本专利技术的si2h/wse2范德华异质结紫外光探测器,异质结的能带带隙宽度相较于单层wse2的能带带隙更窄,且会形成内建电场减小电子和空穴的复合,异质结的紫外吸收光谱强于单层wse2的紫外吸收光谱,异质结相较于单层材料,空穴迁移率得到了较大的提升;通过模拟电场对材料施加应变,找到了带隙随电场强度的变化规律,并找到了使异质结从ⅱ型变为ⅰ型异质结的电场强度,同时也明确了电场强度对异质结吸收光谱的影响规律。
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1.一种Si2H/WSe2异质结,其特征在于,在二维Si2H材料上堆叠单层的二维WSe2材料形成异质结。
2.根据权利要求1所述的一种Si2H/WSe2异质结,其特征在于,二维Si2H材料与WSe2材料之间的距离为
3.根据权利要求2所述的一种Si2H/WSe2异质结,其特征在于,二维Si2H材料与WSe2材料之间的距离为
4.根据权利要求1所述的一种Si2H/WSe2异质结,其特征在于,二维Si2H材料中Si与H之间的距离为Si与Si之间的距离为二维WSe2材料中W与Se之间的距离为
5.根据权利要求1所述的一种Si2H/WSe2异质结,其特征在于,通过对空间群为Fd3m,晶格常数为b=a、γ=90°的Si材料进行(111)面切面后,利用H原子饱和Si材料在切面后表面的未配对悬挂键获得二维Si2H材料;二维WSe2材料为空间群为P63/mmc,晶格常数为b=a、γ=120°的材料;由单层二维WSe2材料的4×4×1个晶胞和单层二维Si2H材料的个晶胞构成超胞;在超胞中,单层二维WSe2材料的三个W原子与单层二维Si2H材料的三个S
6.根据权利要求5所述的一种Si2H/WSe2异质结,其特征在于,第一堆叠结构中的单层二维WSe2材料沿a轴平移得到第二堆叠结构、沿b轴平移得到第三堆叠结构。
7.根据权利要求5所述的一种Si2H/WSe2异质结,其特征在于,第四堆叠结构中的单层二维WSe2材料沿a轴平移得到第五堆叠结构、沿b轴平移得到第六堆叠结构。
8.一种Si2H/WSe2异质结的制备方法,其特征在于,具体包括以下制备过程:
9.一种光电探测器,其特征在于,包括权利要求1~7任一项所述的一种Si2H/WSe2异质结,对异质结上、下表面分别进行金属化得到光电探测器。
10.根据权利要求9所述的一种光电探测器,其特征在于,对Si2H/WSe2异质结施加或的正电场,或者或的负电场。
...【技术特征摘要】
1.一种si2h/wse2异质结,其特征在于,在二维si2h材料上堆叠单层的二维wse2材料形成异质结。
2.根据权利要求1所述的一种si2h/wse2异质结,其特征在于,二维si2h材料与wse2材料之间的距离为
3.根据权利要求2所述的一种si2h/wse2异质结,其特征在于,二维si2h材料与wse2材料之间的距离为
4.根据权利要求1所述的一种si2h/wse2异质结,其特征在于,二维si2h材料中si与h之间的距离为si与si之间的距离为二维wse2材料中w与se之间的距离为
5.根据权利要求1所述的一种si2h/wse2异质结,其特征在于,通过对空间群为fd3m,晶格常数为b=a、γ=90°的si材料进行(111)面切面后,利用h原子饱和si材料在切面后表面的未配对悬挂键获得二维si2h材料;二维wse2材料为空间群为p63/mmc,晶格常数为b=a、γ=120°的材料;由单层二维wse2材料的4×4×1个晶胞和单层二维si2h材料的个晶胞构...
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