摘要：曼切斯特大学Geim小组在2004年通过胶带分离出单原子层的石墨材料——石墨烯(graphene)，这一举动推翻了困扰物理界持续半个世纪之久的二维晶体是否存在的问题。石墨烯的产生引出学术届对二维材料的淘金热，由于二维材料具备优益的光电性能、热学性能和机械性能，其使得二维材料在场效应管、光电器件、热电器件等领域应用广泛。在二维材料的发展过程中，黑磷的出现填补了石墨烯和过渡族金属硫化物的带隙空白，黑磷相比石墨烯拥有更好的禁带宽度、优良的迁移率，并且黑磷在光学上表现出各向异性对光具有优良的选择性，黑磷在电学上拥有高达的空穴迁移率，黑磷展现出了优良的晶体管特性，这一系列优点掀起了基于黑磷的光电探测器件的研究热潮。本文对通过机械剥离方法来获取二维薄层黑磷，并按照标准半导体工艺流程，利用电子束曝光等设备制备黑磷偏振光电探测器。使用低温真空探针台表征器件的转移特性、输出特性，利用二维扫描mapping系统来测试器件的光学特性，最后对结果分析来研究基于低维半导体材料的偏振光电探测器未来的发展方向。

关键词：黑磷；光电探测器；偏振光探测

目 录

摘 要

ABSTRACT

第一章 绪  论-5

1.1 研究背景意义-5

1.2 黑磷的研究进展-6

1.2.1 单层结构黑磷的研究进展-6

1.2.2 黑磷电探测器研究进展-6

1.3 论文研究目标和内容-9

1.4 本章小结-9

1.5 论文组织结构-9

第二章 黑磷光电探测器的制备-11

2.1 二维材料黑磷的制备-11

2.1.1 溶剂剥离-12

2.1.2 电化学剥离-12

2.1.3 机械剥离-13

2.1.4 制备黑磷薄片-13

2.2 黑磷光电探测器制备-14

2.2.1 光刻-14

2.2.2 电极制备-16

2.3 本章小结-17

第三章 黑磷光电探测器结果分析-18

3.1 材料厚度表征-18

3.2 黑磷场效应管晶体管电学特性表征-19

3.3 黑磷场效应晶体管光电性能表征-21

3.4 黑磷场效应晶体管偏振探测性能表征-23

3.5 本章小结-24

第四章 黑磷偏振光电探测器总结-25

参考文献-26

致  谢-28