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申请/专利权人：华中科技大学;深圳华中科技大学研究院
摘要：本发明公开了一种基于过渡金属硫族化合物TMDCs横向PIN同质结的光电二极管及制备方法。通过局域化表面掺杂技术，在本征或轻掺杂的TMDCs薄膜中引入P型重掺杂区与N型重掺杂区，上述两种重掺杂区与未经过局域化表面掺杂处理的本征或轻掺杂I区横向排布，构成横向PIN三明治结构，其中P型重掺杂区与N型重掺杂区各自被金属电极覆盖。P型重掺杂区、本征或轻掺杂I区与N型重掺杂区之间载流子浓度梯度引发载流子扩散，最终热平衡状态下本征或轻掺杂I区完全耗尽，内建电场基本落在I区。入射光照射下，I区TMDCs吸收入射光子产生电子‑空穴对，并在I区内建电场左右下分离、漂移，产生电压或电流在电路中输出，实现光电探测。
主权项：1.一种基于过渡金属硫族化合物横向PIN同质结的光电二极管，其特征在于，过渡金属硫族化合物TMDCs薄膜按掺杂类型和浓度分为P型重掺杂区、N型重掺杂区与本征或轻掺杂I区三种区域，这三种区域横向排布，构成横向PIN三明治结构，并且其中的所述P型重掺杂区与所述N型重掺杂区还各自被金属电极所覆盖；利用P型重掺杂区、本征或轻掺杂I区与N型重掺杂区之间载流子浓度梯度引发载流子扩散，最终热平衡状态下在本征或轻掺杂I区内形成空间电荷区，产生内建电场，从而能够在入射光照射下，I区TMDCs吸收入射光子产生电子-空穴对，并在I区内建电场作用下分离、漂移，产生电压或电流在电路中输出，实现光电探测；其中，所述本征或轻掺杂I区的掺杂浓度不高于1017cm-3，所述P型重掺杂区与所述N型重掺杂区的掺杂浓度均不低于1019cm-3；并且，所述N型重掺杂区与所述P型重掺杂区被严格限定在金属电极接触区域，不参与光吸收，使该光电二极管以沟道区域的本征或轻掺杂TMDCs，作为唯一光敏探测区域，从而能够有效抑制相对于漂移过程来说较慢的光生载流子扩散过程。
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