本發(fā)明涉及一種極化電場調(diào)控二維半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)及制備方法，具體指一種基于鐵電極化材料的剩余極化電場調(diào)控二維半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)及制備方法。

背景技術(shù)：

層狀結(jié)構(gòu)的二維半導(dǎo)體，如石墨烯、過渡金屬硫化物等，由于獨特的物理結(jié)構(gòu)和光電性能，使它們在納米電子學(xué)及納米光子學(xué)等領(lǐng)域具備巨大的潛能。其中，二維半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)豐富多樣，波長范圍可覆蓋全波段[naturephotonics8,899(2014)]，使其在應(yīng)用時具備非常多的選擇性。然而，就單一二維半導(dǎo)體材料來說，其能帶結(jié)構(gòu)仍具備一定的局限性，如石墨烯的零帶隙特點，導(dǎo)致其無法應(yīng)用與邏輯電子器件中[naturephysics9,49(2013)]；而過渡金屬硫化物的帶隙通常在1-2ev之間，導(dǎo)致其在光電探測應(yīng)用時只能響應(yīng)可見光到近紅外波段[naturenanotechnology8,497(2013)]。因此，為了能夠進一步優(yōu)化二維半導(dǎo)體的性能，尋找一種方法能夠有效地調(diào)控二維半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)就顯得尤為重要。對傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料來說，通?？梢圆捎脫诫s以及調(diào)節(jié)元素配比的方式等來實現(xiàn)能帶調(diào)節(jié)。如硅可以通過高劑量的硼離子注入使硅的帶隙增加325-750mev[nature410,192(2001)]；碲鎘汞可以通過調(diào)節(jié)元素配比來調(diào)控其禁帶寬度大小[journalofsemiconductors11,332(2001)][中國科學(xué):數(shù)學(xué)5,515(1990)]；氧化鋅可以通過與其它金屬合金化來增加禁帶寬度[appliedphysicsletters72,2466(1998)]。而在對二維半導(dǎo)體的能帶調(diào)控的研究中，除以上方法外還可以采用多種其它方式對其能帶進行操控。改變二維半導(dǎo)體的層數(shù)，通過控制層數(shù)可以達到調(diào)控其能帶結(jié)構(gòu)的目的，如二硫化鉬半導(dǎo)體，其單層材料的能帶結(jié)構(gòu)為直接帶隙，具有1.8ev的禁帶寬度，而體材料的能帶結(jié)構(gòu)為間接帶隙，具有1.2ev的禁帶寬度[nanoscale6,13283(2014)]。對二維半導(dǎo)體進行化學(xué)摻雜也可以獲得一定的能帶調(diào)控效果，如s.tongay等通過對二硫化鉬進行氣體分子摻雜，觀測到其能帶結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的變化[nanoletter13,2831(2013)]。離子插層是改善二維半導(dǎo)體性能的一種新的方法，同樣可以調(diào)節(jié)二維半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)，如jiayuwan等人采用多種離子插層方法實現(xiàn)了對二維半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)的調(diào)控[chemicalsocietyreviews45,6742(2016)]。對二維半導(dǎo)體表面施加應(yīng)力也可以達到調(diào)節(jié)其能帶結(jié)構(gòu)的目的，如yeungyuhui等人對三層二硫化鉬在垂直方向上施加應(yīng)力，觀測到其光致發(fā)光光譜的峰值發(fā)生明顯的移動，說明外加垂直應(yīng)力可以也可以將二維半導(dǎo)體的能帶進行調(diào)控[acsnano7,7126(2013)]，同年，hiramj.conley等人對單層二硫化水平方向施加應(yīng)力，觀測到其光致發(fā)光光譜也產(chǎn)生了明顯的移動，說明橫向應(yīng)力同樣可以導(dǎo)致二維半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)發(fā)生變化[nanoletters13,3626(2013)]。此外，還有一種常用的方法即對二維半導(dǎo)體施加外加電場來調(diào)控其能帶結(jié)構(gòu)，2009年，yuanbozhang等人在對雙層石墨烯施加超過100v的電壓時，結(jié)果表明可以將雙層石墨烯的帶隙打開，有望使石墨烯應(yīng)用于邏輯電子器件[nature459,820(2009)]；2011年，ashwinramasubramaniam等人利用第一性原理計算，對過渡金屬硫化物外加一垂直電場，可以將其帶隙進行壓縮[physicalreviewb84,205325(2011)]。上述諸多調(diào)控二維半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)的方法足以說明，通過人為的方式調(diào)控二維半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)可以有效地改善材料性能，使其更好的應(yīng)用于納米電子以及納米光電子器件中。

然而，基于以上調(diào)控二維半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)的方法基本都無法實現(xiàn)穩(wěn)定的調(diào)控效果，而且對二維半導(dǎo)體的能帶調(diào)節(jié)能力有限，此外還增加了許多額外能耗，或者操作繁雜，這些方法均不能最大限度地滿足光電探測器，或者電子器件等的實際應(yīng)用需求。為了有效地解決這一問題，本發(fā)明提出了一種極化電場調(diào)控二維半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)的方法。該方法將有機鐵電聚合物與二維半導(dǎo)體結(jié)合，制備出金屬-電介質(zhì)-二維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的電容器器件，首先對器件施加外加電場使得有機鐵電聚合物極化，然后再撤去外加電場，使二維半導(dǎo)體僅作用在鐵電剩余極化電場下，該剩余極化電場即可以有效地調(diào)控二維半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)，提高材料的性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種極化電場調(diào)控二維半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)及制備方法，為二維半導(dǎo)體能帶工程以及改善二維半導(dǎo)體的性能提供一種新的途徑。

上述發(fā)明將有機鐵電聚合物與二維半導(dǎo)體直接接觸，形成金屬-極化材料-二維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的器件，外加電場使有機鐵電聚合物極化后，再撤去外加電場，所形成的剩余極化電場可以有效的調(diào)控二維半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)，以達到改善二維半導(dǎo)體性能的目的。

本發(fā)明指一種極化電場調(diào)控二維半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)及制備方法。其特征在于，該方法將極化材料與二維半導(dǎo)體直接接觸，極化材料極化后所產(chǎn)生的極化電場可有效調(diào)控二維半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)；

本發(fā)明指一種極化電場調(diào)控二維半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)及制備方法。其特征在于，該方法在工作時無需外加任何電場，二維半導(dǎo)體材料僅在極化材料的剩余極化電場作用下，即實現(xiàn)能帶結(jié)構(gòu)的調(diào)控。

本發(fā)明指一種極化電場調(diào)控二維半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)及制備方法。其特征在于，在該極化電場的作用下，二維半導(dǎo)體的禁帶寬度可以被壓縮。

本發(fā)明指一種極化電場調(diào)控二維半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)及制備方法，其特征在于，所采用的器件結(jié)構(gòu)自下而上依次為：

-襯底1，

-二維半導(dǎo)體2、

-金屬引出復(fù)合電極3、

-極化材料4、

-金屬上電極5，

其中襯底1為絕緣襯底，可選擇二氧化硅或石英或藍寶石；

其中二維半導(dǎo)體2為二維半導(dǎo)體材料，厚度為2層至5層分子；

其中金屬引出復(fù)合電極3為鉻和金(cr/au)或鈦和金(ti/au)或鈀和金(pd/au)電極，下層金屬鉻或鈦或鈀厚度為厚度5-10納米，上層金屬金厚度為30-50納米，且該金屬引出復(fù)合電極與所述的二維半導(dǎo)體2具有良好的歐姆接觸；

其中極化材料4為聚偏氟乙烯基鐵電聚合物，厚度為50-300納米；

其中金屬上電極5為金屬鋁，厚度為8-10納米。

本發(fā)明指一種極化電場調(diào)控二維半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)及制備方法，其特征在于，所需的器件制備包括以下步驟：

1)襯底清洗

將絕緣襯底二氧化硅或石英或藍寶石依次置于丙酮、酒精、去離子水中超聲清洗5分鐘后氮氣吹干，再置于烘箱內(nèi)105℃烘10分鐘。

2)二維半導(dǎo)體制備及轉(zhuǎn)移

采用機械剝離轉(zhuǎn)移方法將二維半導(dǎo)體轉(zhuǎn)移至絕緣襯底表面，厚度為2層至5層分子。

3)金屬引出復(fù)合電極的制備

采用電子束曝光技術(shù)或紫外光刻技術(shù)，結(jié)合熱蒸發(fā)金屬及剝離工藝制備金屬引出復(fù)合電極，電極為鉻和金(cr/au)或鈦和金(ti/au)或鈀和金(pd/au)電極，下層金屬鉻或鈦或鈀厚度為厚度5-10納米，上層金屬金厚度為30-50納米，再置于200℃溫度下經(jīng)過2小時真空退火處理，確保金屬引出復(fù)合電極與二維半導(dǎo)體之間具備良好的歐姆接觸。

4)極化材料制備

在制備好金屬引出復(fù)合電極后，運用旋涂方法制備極化材料聚偏氟乙烯基鐵電聚合物聚偏二氟乙烯(p(vdf-trfe))，并在110℃-140℃溫度下退火4-6小時保證鐵電薄膜的結(jié)晶特性，該極化材料聚偏氟乙烯基鐵電聚合物薄膜的厚度50-300納米。

5)金屬上電極制備

在極化材料上制備金屬上電極，通過熱蒸發(fā)金屬結(jié)合負膠紫外光刻及氬離子刻蝕方法獲得特定圖形結(jié)構(gòu)的電極圖形。金屬上電極材料為鋁，厚度為8-10納米。

在外加電場的作用下，極化材料內(nèi)部的偶極子將朝一個方向整齊排列，隨后撤掉外加電場，偶極子的方向仍保持不變，并能夠產(chǎn)生一定的極化電場，該效應(yīng)即為極化材料的極化效應(yīng)。聚偏氟乙烯基鐵電聚合物聚偏二氟乙烯(p(vdf-trfe))具有極化效應(yīng)這一結(jié)論早已被證實，其剩余極化強度可達為7μc/cm²，如300nm厚的p(vdf-trfe)作用在少層二硫化鉬表面時，極化后所產(chǎn)生的電場可達10⁹v/m。將p(vdf-trfe)與二維半導(dǎo)體直接接觸，形成金屬-極化材料-二維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的器件，當(dāng)p(vdf-trfe)極化后，在剩余極化電場的作用下，二維半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)得到有效調(diào)控。該方法不僅降低了工藝復(fù)雜程度，同時還降低了器件工作時的功耗，使二維半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)僅在極化電場作用下得到有效調(diào)控。器件在工作時的原理示意圖如圖2所示，其中圖2(a)為p(vdf-trfe)極化向上時的示意圖，圖2(b)為p(vdf-trfe)極化向下時的示意圖，圖2(c)為p(vdf-trfe)極化前二維半導(dǎo)體材料的能帶結(jié)構(gòu)示意圖，圖2(d)為p(vdf-trfe)極化后二維半導(dǎo)體材料在極化電場作用下的能帶結(jié)構(gòu)示意圖。在p(vdf-trfe)極化前和極化后，二維半導(dǎo)體材料的禁帶寬度由eg1被調(diào)整為eg2，其中eg1>eg2。該方法的應(yīng)用實例如圖3(a)-(c)所示，二維半導(dǎo)體材料為二硫化鉬分別作用在p(vdf-trfe)向下和向上的極化電場前后的光致發(fā)光光譜如圖3(a)和3(b)所示；二維半導(dǎo)體材料為二硒化鎢作用在p(vdf-trfe)向下的極化電場前后的光致發(fā)光光譜如圖3(c)所示。

本發(fā)明專利的優(yōu)點在于：本發(fā)明將極化材料與二維半導(dǎo)體材料直接接觸，基于金屬-極化材料-二維半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，外加電場使極化材料極化后，再撤去外加電場。其中，利用極化材料聚偏二氟乙烯(p(vdf-trfe))的極化特性，將p(vdf-trfe)產(chǎn)生的剩余極化電場直接作用于二維半導(dǎo)體表面，使得二維半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)得到有效調(diào)控。如300nm厚的p(vdf-trfe)作用在少層的二硫化鉬表面時，所產(chǎn)生的局域極化電場可以達到10⁹v/m，完全滿足電場調(diào)控二維半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)的要求，此時不需任何外加電場。此外，該方法還同時具備穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)簡單、容易制備等特點。

附圖說明

圖1為3層mos2在極化材料的極化電場作用前后的光致發(fā)光光譜，左側(cè)插圖為極化材料與二維半導(dǎo)體材料直接接觸的截面示意圖，右側(cè)插圖為二維半導(dǎo)體在極化電場調(diào)控前后的能帶結(jié)構(gòu)示意圖，eg1為調(diào)控前二維半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，eg2為調(diào)控后二維半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，其中eg1>eg2。

圖2為極化電場調(diào)控二維半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)方法所需的器件工作時的原理示意圖。圖中：(a)二維半導(dǎo)體材料作用在p(vdf-trfe)向上的極化電場時的原理示意圖，圖中：1絕緣襯底，2二維半導(dǎo)體、3金屬引出復(fù)合電極、4極化材料、5金屬上電極；(b)二維半導(dǎo)體材料作用在p(vdf-trfe)向下的極化電場時的原理示意圖，其中，p代表p(vdf-trfe)的剩余極化強度，e代表p(vdf-trfe)的剩余極化所產(chǎn)生的極化電場；(c)p(vdf-trfe)極化前二維半導(dǎo)體材料的能帶結(jié)構(gòu)示意圖，eg1為此時二維半導(dǎo)體材料的禁帶寬度；(d)p(vdf-trfe)極化后二維半導(dǎo)體材料的能帶結(jié)構(gòu)示意圖，eg2為此時二維半導(dǎo)體材料的禁帶寬度。

圖3極化電場調(diào)控二維半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)方法應(yīng)用實例。圖中：(a)二維半導(dǎo)體為5層二硫化鉬(mos2)時，與50nm厚的p(vdf-trfe)直接接觸時，p(vdf-trfe)未極化和向下極化時的光致發(fā)光光譜；(b)二維半導(dǎo)體為3層二硫化鉬(mos2)，與300nm厚的p(vdf-trfe)直接接觸時，p(vdf-trfe)未極化和向上極化時的光致發(fā)光光譜；(c)二維半導(dǎo)體為2層二硒化鎢(wse2)，與200nm厚的p(vdf-trfe)直接接觸時，p(vdf-trfe)未極化和向下極化時的光致發(fā)光光譜。

具體實施方式

實例1：

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實例1作詳細說明：

本發(fā)明提出了一種極化電場調(diào)控二維半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)及制備方法。利用p(vdf-trfe)鐵電聚合物材料的極化效應(yīng)所產(chǎn)生的極化電場，對二維半導(dǎo)體能帶進行有效調(diào)控，可以實現(xiàn)壓縮二維材料的帶隙，提高材料性能的目的。

具體步驟如下：

1.襯底選擇

選用厚度0.5毫米的重摻雜n型硅做為基底，通過熱氧化法在硅襯底表面，氧化制備300納米厚度的二氧化硅。

2.二氧化硅絕緣襯底清洗

將絕緣襯底二氧化硅依次置于丙酮、酒精、去離子水中超聲清洗5分鐘后氮氣吹干，再置于烘箱內(nèi)105℃烘10分鐘。

3.二維半導(dǎo)體材料制備與轉(zhuǎn)移

用膠帶將二維半導(dǎo)體mos2進行機械剝離，后將其轉(zhuǎn)移至sio2絕緣襯底表面，mos2厚度選擇5個分子層。

4.金屬引出復(fù)合電極制備

利用電子束曝光方法制備金屬引出復(fù)合電極圖形；利用熱蒸發(fā)技術(shù)制備金屬復(fù)合電極，鉻5納米，金30納米；結(jié)合剝離方法，剝離金屬膜，獲得金屬引出復(fù)合電極。

5.退火處理

將樣品置于真空退火爐200℃溫度下退火2小時，確保金屬引出復(fù)合電極和mos2之間形成良好的歐姆接觸。

6.極化材料層制備

在以上基礎(chǔ)上運用旋涂方法制備極化材料p(vdf-trfe)層，并在140℃溫度下退火4小時保證p(vdf-trfe)薄膜的結(jié)晶特性，p(vdf-trfe)鐵電電介質(zhì)層的厚度為50納米。

7.金屬上電極制備

首先在極化材料層上通過熱蒸發(fā)技術(shù)制備8納米金屬鋁，再采用負膠紫外光刻及氬離子刻蝕方法獲得特定圖形結(jié)構(gòu)的金屬上電極。

8.電學(xué)測試

器件制備完成后，對二維半導(dǎo)體5層mos2進行發(fā)光光譜表征(pl)。其中測試用到的激光波長為532nm，功率為2mw，光斑面積為2-3μm。分別測試未極化和向下極化時的pl光譜。50nm厚的p(vdf-trfe)在外加電場極化后，所產(chǎn)生的剩余極化電場p≈7uc/cm²，該極化電場作用在5層mos2表面，經(jīng)過計算該極化電場e≈10⁹v/m。如圖3(a)所示，可以看到，5層mos2在p(vdf-trfe)向下的極化電場調(diào)控下，其pl峰產(chǎn)生明顯的紅移，由677.69nm移動至686.14nm，波長變化為δλ＝8.45nm，禁帶寬度約被壓縮了23mev，即δeg＝23mev。結(jié)果說明本發(fā)明一種極化電場調(diào)控二維半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)的方法應(yīng)用于二維半導(dǎo)體5層mos2時，極化電場可以有效地壓縮5層mos2的帶隙。同時該方法具備功耗低、簡單有效等特點。

實例2：

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實例2作詳細說明：

本發(fā)明提出了一種極化電場調(diào)控二維半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)及制備方法。利用p(vdf-trfe)鐵電聚合物材料的極化效應(yīng)所產(chǎn)生的極化電場，對二維半導(dǎo)體能帶進行有效調(diào)控，可以實現(xiàn)壓縮二維材料的帶隙，提高材料性能的目的。

具體步驟如下：

1.襯底選擇

選用厚度1毫米的石英作為襯底。

2.石英絕緣襯底清洗

將絕緣襯底石英依次置于丙酮、酒精、去離子水中超聲清洗5分鐘后氮氣吹干，再置于烘箱內(nèi)105℃烘10分鐘。

3.二維半導(dǎo)體材料制備與轉(zhuǎn)移

用膠帶將二維半導(dǎo)體mos2進行機械剝離，后將其轉(zhuǎn)移至石英絕緣襯底表面，mos2厚度選擇3個分子層。

4.金屬引出復(fù)合電極制備

利用紫外光刻方法制備金屬引出復(fù)合電極圖形；利用熱蒸發(fā)技術(shù)制備金屬引出復(fù)合電極，鈦7納米，金40納米；結(jié)合剝離方法，剝離金屬膜，獲得金屬引出復(fù)合電極。

5.退火處理

將樣品置于真空退火爐200℃下退火2小時，確保金屬引出復(fù)合電極和mos2之間形成良好的歐姆接觸。

6.極化材料層制備

在以上基礎(chǔ)上運用旋涂方法制備極化材料p(vdf-trfe)層，并在130℃溫度下退火5小時保證p(vdf-trfe)薄膜的結(jié)晶特性，p(vdf-trfe)層薄膜的厚度為300納米。

7.金屬上電極制備

首先在極化材料層上通過熱蒸發(fā)技術(shù)制備9納米金屬鋁，再采用負膠紫外光刻及氬離子刻蝕方法獲得特定圖形結(jié)構(gòu)的金屬上電極。

8.電學(xué)測試

器件制備完成后，對二維半導(dǎo)體3層mos2進行發(fā)光光譜表征(pl)。其中測試用到的激光波長為532nm，功率為2mw，光斑面積為2-3μm。分別測試未極化和向上極化時的pl光譜。300nm厚的p(vdf-trfe)在外加電場極化后，所產(chǎn)生的剩余極化電場p≈7uc/cm²，該極化電場作用在3層mos2表面，經(jīng)過計算該極化電場e≈10⁹v/m。如圖3(b)所示，可以看到，3層mos2在p(vdf-trfe)向上的極化電場調(diào)控下，其pl峰產(chǎn)生明顯的紅移，由678.86nm移動至687.08nm，波長變化為δλ＝8.22nm，禁帶寬度約被壓縮了21.8mev，即δeg＝21.8mev。結(jié)果說明本發(fā)明一種極化電場調(diào)控二維半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)的方法應(yīng)用于二維半導(dǎo)體3層mos2時，極化電場可以有效地壓縮3層mos2的帶隙。同時該方法具備功耗低、簡單有效等特點。

實例3：

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實例3作詳細說明：

本發(fā)明提出了一種極化電場調(diào)控二維半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)及制備方法。利用p(vdf-trfe)鐵電聚合物材料的極化效應(yīng)所產(chǎn)生的極化電場，對二維半導(dǎo)體能帶進行有效調(diào)控，可以實現(xiàn)壓縮二維材料的帶隙，提高材料性能的目的。

具體步驟如下：

1.襯底選擇

選用厚度0.5毫米的藍寶石作為襯底。

2.藍寶石緣襯底清洗

將絕緣襯底藍寶石依次置于丙酮、酒精、去離子水中超聲清洗5分鐘后氮氣吹干，再置于烘箱內(nèi)105℃烘10分鐘。

3.二維半導(dǎo)體材料制備與轉(zhuǎn)移

用膠帶將二維半導(dǎo)體wse2進行機械剝離，后將其轉(zhuǎn)移至藍寶石絕緣襯底表面，wse2厚度選擇2個分子層。

4.金屬引出復(fù)合電極制備

利用電子束曝光方法制備金屬引出復(fù)合電極圖形；利用熱蒸發(fā)技術(shù)制備金屬引出復(fù)合電極，鈀10納米，金50納米；結(jié)合剝離方法，剝離金屬膜，獲得金屬引出復(fù)合電極。

5.退火處理

將樣品置于真空退火爐200℃下退火2小時，確保金屬引出復(fù)合電極和wse2之間形成良好的歐姆接觸。

6.極化材料層制備

在以上基礎(chǔ)上運用旋涂方法制備極化材料p(vdf-trfe)層，并在110℃溫度下退火6小時保證p(vdf-trfe)薄膜的結(jié)晶特性，p(vdf-trfe)層薄膜的厚度為200納米。

7.金屬上電極制備

首先在極化材料層上通過熱蒸發(fā)技術(shù)制備10納米金屬鋁，再采用負膠紫外光刻及氬離子刻蝕方法獲得特定圖形結(jié)構(gòu)的金屬上電極。

8.電學(xué)測試

器件制備完成后，對二維半導(dǎo)體2層wse2進行發(fā)光光譜表征(pl)。其中測試用到的激光波長為532nm，功率為2mw，光斑面積為2-3μm。分別測試未極化和向上極化時的pl光譜。200nm厚的p(vdf-trfe)在外加電場極化后，所產(chǎn)生的剩余極化電場p≈7uc/cm²，該極化電場作用在2層wse2表面，經(jīng)過計算該極化電場e≈10⁹v/m。如圖3(c)所示，可以看到，2層wse2在p(vdf-trfe)向上的極化電場調(diào)控下，其pl峰產(chǎn)生明顯的紅移，由811.2nm移動至823.3nm，波長變化為δλ＝12.1nm，禁帶寬度約被壓縮了22.5mev，即δeg＝22.5mev。結(jié)果說明本發(fā)明一種極化電場調(diào)控二維半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)的方法應(yīng)用于二維半導(dǎo)體2層wse2時，極化電場可以有效地壓縮2層wse2的帶隙。同時該方法具備功耗低、簡單有效等特點。