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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。

光电探测器主要有电阻型(photoconductor)、场效应晶体管型(photo-fieldeffect transistor)与二极管型(photodiode)三种器件结构。二极管型具有高响应速度、高线性响应、低噪声、低功耗等固有优势，因而在光电探测器中占据主流市场地位。光伏模式下二极管型光电探测器总的响应时间主要由三个时间分量共同决定，这三个时间分量分别是RC时间常数、载流子漂移时间、载流子扩散时间。上述时间分量均与半导体吸收层的材料特性及器件结构息息相关。二维TMDCs是一种不同传统体材料的层状晶体，其层间与面内的物理性能存在显著差异。材料特性的根本性差异必然导致TMDCs光电二极管的设计将有别于传统体材料。因此，结合TMDCs二维层状材料的特性，设计合理的器件结构，抑制RC时间常数与载流子扩散时间对TMDCs光电二极管响应速度的影响，使载流子漂移过程成为限制探测响应速度的唯一主要因素，从而大幅提升TMDCs基光电探测器带宽。

华中科技大学，简称华中大，位于湖北省武汉市，是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流”、“985工程"、"211工程"、入选"强基计划"、"111计划"、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、湖北省2011计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划***，是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地，为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟、中国人工智能教育联席会理事单位