本發(fā)明涉及半導體器件，尤其涉及一種石墨烯/氮化鎵范德華異質結界面勢壘調控方法及應用。

背景技術：

1、石墨烯與半導體這種由范德華力形成的2d/3d混合維度異質結界面，被稱為范德華異質結。傳統(tǒng)外延生長形成的異質結，由于兩種不同材料的晶格失配，在界面處總是伴隨著界面應力、缺陷、原子相互滲透等問題。石墨烯/半導體范德華異質結的特點是石墨烯和半導體界面不存在化學鍵，依靠較弱的范德華力結合在一起。這種通過堆疊形成的異質結不受晶格匹配的影響，在界面處石墨烯和半導體均能保持原有的晶格結構、電子和光電特性，同時還有優(yōu)異的物理和化學穩(wěn)定性。

2、而氮化鎵(gan)作為iii族氮化物半導體材料的杰出代表，迄今已經在短波長發(fā)光二極管、激光器和紫外探測器等光電器件以及高溫大功率、高頻微波電子器件等方面得到了廣泛的應用。

3、石墨烯與氮化物半導體集成的應用研究首先就是在gan材料上進行的。基于石墨烯/gan范德華異質結，人們已經構建了很多新穎的功能化器件，比如肖特基光電二極管，或成為復雜系統(tǒng)的一個結構組成單元，比如肖特基場效應晶體管中的肖特基結和高電子遷移率晶體管(hemts)中的鈍化層。因此，石墨烯與半導體器件的集成，尤其是在被稱為第三代半導體的iii族氮化物半導體器件的應用上，包括物聯(lián)網傳感、固態(tài)照明、太陽電池、光電探測、信息存儲和生物醫(yī)藥等方面，都展現(xiàn)出獨特的魅力和廣闊的應用前景。

4、界面勢壘是影響器件性能的關鍵因素，由此，石墨烯/gan異質結界面勢壘的測量與調控，對于未來器件的發(fā)展顯得尤為重要。但目前的現(xiàn)有技術中還未出現(xiàn)有效的技術方案能夠準確地調控石墨烯/gan異質結的界面勢壘。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種石墨烯/氮化鎵范德華異質結界面勢壘調控方法及應用。

2、為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案包括：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種石墨烯/氮化鎵范德華異質的結界面勢壘調控方法，其包括：

4、在石墨烯層和氮化鎵基底之間插入選定層數(shù)的六方氮化硼層，以調整所述石墨烯層和氮化鎵基底形成的石墨烯/氮化鎵范德華異質結的界面勢壘。

5、第二方面，本發(fā)明還提供一種石墨烯/氮化鎵范德華異質結，其包括依次層疊設置的氮化鎵基底、選定層數(shù)的六方氮化硼層以及石墨烯層。

6、第三方面，本發(fā)明還提供一種石墨烯/氮化鎵范德華異質結的制備方法，其包括：

7、提供第一組合體，所述第一組合體包括第一高分子薄膜以及貼附于所述第一高分子薄膜一面的六方氮化硼層；

8、使所述第一組合體與氮化鎵基底貼合，所述六方氮化硼層面向所述氮化鎵基底，去除所述第一高分子薄膜，獲得第二組合體；

9、可選擇地將第二組合體與新的第一組合體貼合并去除第一高分子薄膜，循環(huán)重復若干次得到堆疊組合體；

10、將所述第二組合體或堆疊組合體與第三組合體貼合，所述第三組合體包括第二高分子薄膜以及貼附于所述第二高分子薄膜一面的石墨烯層，所述石墨烯層面向所述六方氮化硼層，去除所述第二高分子薄膜，獲得石墨烯/氮化鎵范德華異質結。

11、第四方面，本發(fā)明還提供一種石墨烯/氮化鎵范德華異質結的界面勢壘表征方法，其包括：

12、提供上述制備方法制得的石墨烯/氮化鎵范德華異質結；

13、在氮化鎵基底的非覆蓋表面形成金屬微球，使雙電極探針接觸所述金屬微球驗證所述金屬微球與氮化鎵基底之間為歐姆接觸；

14、在所述金屬微球與氮化鎵基底之間為歐姆接觸的前提下，測量所述石墨烯層和氮化鎵基底之間的i-v曲線，根據所述i-v曲線計算所述石墨烯層和氮化鎵基底之間的界面勢壘。

15、基于上述技術方案，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果至少包括：

16、本發(fā)明所提供的技術方案通過在石墨烯/氮化鎵范德華異質結的石墨烯層和氮化鎵基底之間插入選定層數(shù)的六方氮化硼層，能夠實現(xiàn)對石墨烯/氮化鎵范德華異質結的界面勢壘的精確調控。

17、上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠使本領域技術人員能夠更清楚地了解本申請的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合詳細附圖說明如后。

技術特征：

1.一種石墨烯/氮化鎵范德華異質的結界面勢壘調控方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的界面勢壘調控方法，其特征在于，所述六方氮化硼層的層數(shù)為1-5。

3.一種石墨烯/氮化鎵范德華異質結，其特征在于，包括依次層疊設置的氮化鎵基底、選定層數(shù)的六方氮化硼層以及石墨烯層。

4.一種石墨烯/氮化鎵范德華異質結的制備方法，其特征在于，包括：

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，還包括：

6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，具體包括：

7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，具體包括：

8.根據權利要求4-7中任意一項所述的制備方法，其特征在于，具體包括：

9.一種石墨烯/氮化鎵范德華異質結的界面勢壘表征方法，其特征在于，包括：

10.根據權利要求9所述的界面勢壘表征方法，其特征在于，所述界面勢壘的計算方式表示為：

技術總結
本發(fā)明公開了一種石墨烯/氮化鎵范德華異質結界面勢壘調控方法及應用。所述結界面勢壘調控方法包括：在石墨烯層和氮化鎵基底之間插入選定層數(shù)的六方氮化硼層，以調整所述石墨烯層和氮化鎵基底形成的石墨烯/氮化鎵范德華異質結的界面勢壘。所述石墨烯/氮化鎵范德華異質結包括依次層疊設置的氮化鎵基底、選定層數(shù)的六方氮化硼層以及石墨烯層。本發(fā)明所提供的技術方案通過在石墨烯/氮化鎵范德華異質結的石墨烯層和氮化鎵基底之間插入選定層數(shù)的六方氮化硼層，能夠實現(xiàn)對石墨烯/氮化鎵范德華異質結的界面勢壘的精確調控。

技術研發(fā)人員：周尚,鐘海艦,孟雨,李江婷,程雅琪,包錫旭,王梓怡,鄧洪曦
受保護的技術使用者：贛南醫(yī)科大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/4/28