基于第二类外尔半金属二碲化钼的光探测器及其探测方法
专利汇可以提供基于第二类外尔半金属二碲化钼的光探测器及其探测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于第二类外尔半金属二碲化钼的 光探测器 及其探测方法。本发明采用二碲化钼纳米片作为光的探测材料，二碲化钼纳米片为零带隙材料，探测 光谱 范围广，并且不需要也不能外加 偏压 ，在室温下具有灵敏的响应度；本探测器对偏振光方向敏感，可以用于偏振探测；本发明的探测器可用于红外成像、军事侦察、夜视镜等领域，在军用设备方面有着广阔的应用前景；另外需要特别指出的是，基于本材料的光探测器不需要提供偏置 电压 即可产生相当高的光 电流 响应，并且 暗电流 非常低，并且本发明的光探测器也不能够外加偏置电压，否则会产生本底电流，而且基于本材料的光探测器也不需要提供低温环境，这些将非常有助于探测器的微型化和经济化。，下面是基于第二类外尔半金属二碲化钼的光探测器及其探测方法专利的具体信息内容。
1.一种基于第二类外尔半金属二碲化钼的光探测器，其特征在于，所述光探测器包括：
基底、二碲化钼纳米片、第一金属电极和第二金属电极；其中，在基底不导电的表面上设置二碲化钼纳米片；二碲化钼纳米片的厚度小于100nm；在二碲化钼纳米片的两端分别设置第一金属电极和第二金属电极；第一和第二金属电极分别连接至外部的检测电路；二碲化钼纳米片的边端与第一金属电极或第二金属电极相接触，由于金属电极和二碲化钼纳米片的能带结构和功函数不同，必然会通过载流子的重新分布使得金属电极和二碲化钼纳米片的费米能级调整到同一水平上；一开始，由于金属电极费米能级较低，二碲化钼纳米片中的电子必定流向金属电极，从而在二碲化钼纳米片的表面留下电离施主，与金属电极表面的负电荷之间形成内建电场，方向指向金属电极；内建电场的作用使得接触面附近的能带发生弯曲，结果在二碲化钼纳米片表面和金属电极之间形成了高度为功函数之差的接触电势；
当光照射在位于二碲化钼纳米片与金属电极相接触的一端时，激发出电子空穴对，在内建电场的作用下流动，从而产生光生电流；同时，由于二碲化钼纳米片是一种正交晶系的二维层状晶体，层与层之间以范德瓦尔斯力相连接，而每层的原子之间以更紧密的化学键连接，每个原子并不是固定不动的，而是以平衡位置为中心以诸多特有的模式进行简谐振动，在沿着原子链和垂直于原子链的不同方向上，晶格振动具有不同模式和特点，偏振光具有特定方向的电场和磁场，如果具有不同方向电场即偏振方向的偏振光垂直入射到二碲化钼纳米片的表面，由于光的偏振方向和原子链方向存在不同的夹角，即电场方向和晶格振动方向存在不同的夹角，其耦合作用是不同的，直接影响到光的吸收率，从而影响到光生电流的大小；通过外部的检测电路检测光电流大小，从而得到光强度的信息或光偏振的信息；二碲化钼纳米片为零带隙材料，探测光谱范围广，并且不需要也不能外加偏压，在室温下具有灵敏的响应度，室温和低温均工作。
2.如权利要求1所述的光探测器，其特征在于，所述外部的检测电路包括：前置放大器和电流计；前置放大器将电光电流进行放大，经电流计检测放大后的光电流。
3.如权利要求2所述的光探测器，其特征在于，所述检测电路还包括锁相放大器和光学斩波器，前置放大器对光电流进行放大后，锁相放大器基于光学斩波器的频率对经过前置放大器放大的光电流进行进一步地放大。
4.如权利要求1所述的光探测器，其特征在于，所述第一和第二金属电极采用单层的导电金属层Au、Al或Cu；或者包括两层，在过渡金属层的表面再形成导电金属层，过渡金属层为过渡层和晶格适配的作用，使得导电金属层更牢固的粘在基底的表面上。
5.一种基于第二类外尔半金属二碲化钼的光探测器，其特征在于，所述光探测器包括：
基底、二碲化钼纳米片、第一金属电极和第二金属电极；其中，在基底不导电的表面上设置二碲化钼纳米片；二碲化钼纳米片的厚度小于100nm；在二碲化钼纳米片的两端分别设置第一金属电极和第二金属电极，第一金属电极所用的金属材料的功函数大于第二金属电极所用的金属材料的功函数；第一和第二金属电极分别连接至外部的检测电路；二碲化钼纳米片的边端与第一金属电极和第二金属电极相接触，由于金属电极和二碲化钼纳米片的能带结构和功函数不同，必然会通过载流子的重新分布使得金属电极和二碲化钼纳米片的费米能级调整到同一水平上；一开始，由于金属电极费米能级较低，二碲化钼纳米片中的电子必定流向金属电极，从而在二碲化钼纳米片的表面留下电离施主，与金属电极表面的负电荷之间形成内建电场，方向指向金属电极；内建电场的作用使得接触面附近的能带发生弯曲，结果在二碲化钼纳米片的表面和金属电极之间形成了高度为功函数之差的接触电势；当光照射在位于二碲化钼纳米片与第一和第二金属电极相接触的两端时，激发出电子空穴对；
由于第一金属电极的功函数大于第二金属电极的功函数，第一金属电极与第二金属电极和二碲化钼纳米片之间的接触电势也有所不同，因此，从第一金属电极到第二金属电极之间也形成了一个电势差，使得光生载流子得以向同一方向定向移动，从而产生光电流；同时，由于二碲化钼纳米片是一种正交晶系的二维层状晶体，层与层之间以范德瓦尔斯力相连接，而每层的原子之间以更紧密的化学键连接，每个原子并不是固定不动的，而是以平衡位置为中心以诸多特有的模式进行简谐振动，在沿着原子链和垂直于原子链的不同方向上，晶格振动具有不同模式和特点，偏振光具有特定方向的电场和磁场，如果具有不同方向电场即偏振方向的偏振光垂直入射到二碲化钼纳米片的表面，由于光的偏振方向和原子链方向存在不同的夹角，即电场方向和晶格振动方向存在不同的夹角，其耦合作用是不同的，直接影响到光的吸收率，从而影响到光生电流的大小；通过外部的检测电路检测光电流大小，从而得到光强度的信息或光偏振的信息；二碲化钼纳米片为零带隙材料，探测光谱范围广，并且不需要也不能外加偏压，在室温下具有灵敏的响应度，室温和低温均工作。
6.如权利要求5所述的光探测器，其特征在于，所述外部的检测电路包括：前置放大器和电流计；前置放大器将电光电流进行放大，经电流计检测放大后的光电流。
7.如权利要求6所述的光探测器，其特征在于，所述检测电路还包括锁相放大器和光学斩波器，前置放大器对光电流进行放大后，锁相放大器基于光学斩波器的频率对经过前置放大器放大的光电流进行进一步地放大。
8.如权利要求5所述的光探测器，其特征在于，所述第一和第二金属电极采用单层的导电金属层Au、Al或Cu；或者包括两层，在过渡金属层的表面再形成导电金属层，过渡金属层为过渡层和晶格适配的作用，使得导电金属层更牢固的粘在基底的表面上。
9.一种如权利要求1所述的基于第二类外尔半金属二碲化钼的光探测器的探测方法，其特征在于，所述探测方法包括以下步骤：
1)在基底不导电的表面上设置二碲化钼纳米片，在二碲化钼纳米片的两端分别设置第一金属电极和第二金属电极，第一和第二金属电极分别连接至外部的检测电路；
2)二碲化钼纳米片的边端与第一金属电极或第二金属电极相接触，由于金属电极和二碲化钼纳米片的能带结构和功函数不同，必然会通过载流子的重新分布使得金属电极和二碲化钼纳米片的费米能级调整到同一水平上；
3)一开始，由于金属电极费米能级较低，二碲化钼纳米片中的电子必定流向金属电极，从而在二碲化钼纳米片的表面留下电离施主，与金属电极表面的负电荷之间形成内建电场，方向指向金属电极；
4)内建电场的作用使得接触面附近的能带发生弯曲，结果在二碲化钼纳米片表面和金属电极之间形成了高度为功函数之差的接触电势；
5)当光照射在位于二碲化钼纳米片与金属电极相接触的一端时，激发出电子空穴对，在内建电场的作用下流动，从而产生光生电流；
6)同时，由于二碲化钼纳米片是一种正交晶系的二维层状晶体，层与层之间以范德瓦尔斯力相连接，而每层的原子之间以更紧密的化学键连接，每个原子并不是固定不动的，而是以平衡位置为中心以诸多特有的模式进行简谐振动，在沿着原子链和垂直于原子链的不同方向上，晶格振动具有不同模式和特点；
7)而偏振光具有特定方向的电场和磁场，如果具有不同方向电场即偏振方向的偏振光垂直入射到二碲化钼纳米片的表面，由于光的偏振方向和原子链方向存在不同的夹角，即电场方向和晶格振动方向存在不同的夹角，其耦合作用是不同的，直接影响到光的吸收率，从而影响到光生电流的大小；
8)通过外部的检测电路检测光电流大小，从而得到光强度的信息或光偏振的信息；
9)二碲化钼纳米片为零带隙材料，探测光谱范围广，并且不需要也不能外加偏压，在室温下具有灵敏的响应度，室温和低温均工作。
10.一种如权利要求6所述的基于第二类外尔半金属二碲化钼的光探测器的探测方法，其特征在于，所述探测方法包括以下步骤：
1)在基底不导电的表面上设置二碲化钼纳米片，在二碲化钼纳米片的两端的上下表面分别设置第一金属电极和第二金属电极，第一和第二金属电极分别连接至外部的检测电路；
2)二碲化钼纳米片的边端与第一金属电极和第二金属电极相接触，由于金属电极和二碲化钼纳米片的能带结构和功函数不同，必然会通过载流子的重新分布使得金属电极和二碲化钼纳米片的费米能级调整到同一水平上；
3)一开始，由于金属电极费米能级较低，二碲化钼纳米片中的电子必定流向金属电极，从而在二碲化钼纳米片的表面留下电离施主，与金属电极表面的负电荷之间形成内建电场，方向指向金属电极；
4)内建电场的作用使得接触面附近的能带发生弯曲，结果在二碲化钼纳米片的表面和金属电极之间形成了高度为功函数之差的接触电势；
5)当光照射在位于二碲化钼纳米片与第一和第二金属电极相接触的两端时，激发出电子空穴对；
6)由于第一金属电极的功函数大于第二金属电极的功函数，第一金属电极与第二金属电极和二碲化钼纳米片之间的接触电势也有所不同，因此，从第一金属电极到第二金属电极之间也形成了一个电势差，使得光生载流子得以向同一方向定向移动，从而产生光电流；
7)同时，由于二碲化钼纳米片是一种正交晶系的二维层状晶体，层与层之间以范德瓦尔斯力相连接，而每层的原子之间以更紧密的化学键连接，每个原子并不是固定不动的，而是以平衡位置为中心以诸多特有的模式进行简谐振动，在沿着原子链和垂直于原子链的不同方向上，晶格振动具有不同模式和特点；
8)而偏振光具有特定方向的电场和磁场，如果具有不同方向电场即偏振方向的偏振光垂直入射到二碲化钼纳米片的表面，由于光的偏振方向和原子链方向存在不同的夹角，即电场方向和晶格振动方向存在不同的夹角，其耦合作用是不同的，直接影响到光的吸收率，从而影响到光生电流的大小；
9)通过外部的检测电路检测光电流大小，从而得到光强度的信息或光偏振的信息；
10)二碲化钼纳米片为零带隙材料，探测光谱范围广，并且不需要也不能外加偏压，在室温下具有灵敏的响应度，室温和低温均工作。
基于第二类外尔半金属二碲化钼的光探测器及其探测方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置 | 2020-05-22 | 208 |
| 一种根据简谐振动测金属丝杨氏模量的实验装置及方法 | 2020-05-22 | 237 |
| 弹簧振子简谐振动正弦曲线合成演绘仪 | 2020-05-14 | 559 |
| 简谐振动合成和光的五种偏振态的智能演示仪 | 2020-05-15 | 246 |
| 能量守恒及简谐振动演示装置 | 2020-05-13 | 350 |
| 一种实现叶片作可控简谐振动的装置 | 2020-05-12 | 511 |
| 简谐振动实验仪 | 2020-05-13 | 360 |
| 简谐振动图象演示器 | 2020-05-18 | 169 |
| 简谐振动曲线显示仪 | 2020-05-15 | 408 |
| 一种简谐振动演示装置 | 2020-05-16 | 561 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
