基于垂直硅納米線(xiàn)的全環(huán)柵光伏場(chǎng)效應晶體管及制備方法

權利要求 1.一種基于垂直硅納米線(xiàn)的全環(huán)柵光伏場(chǎng)效應晶體管，其特征在于，包括： 襯底，以垂直硅納米線(xiàn)作為溝道，每一根納米線(xiàn)的兩端分別與源漏極相連; 二維膜層柵極，以具備半導體性質(zhì)的二維材料膜層構成，垂直硅納米線(xiàn)穿過(guò)二維材料膜層。 2. 根據權利要求1所述的光伏場(chǎng)效應晶體管，其特征在于，所述的SOI襯底頂層硅摻雜濃度為1012~1016 cm-3，電阻率在1~100 Ω·cm之間，厚度為50~2000nm;頂層硅上表面存在重摻區域，摻雜濃度大于1017 cm-3，電阻率小于0.001 Ω·cm，厚度為10-200 nm。 3. 根據權利要求1所述的光伏場(chǎng)效應晶體管，其特征在于，所述垂直硅納米線(xiàn)通過(guò)電子束光刻技術(shù)和紫外光刻技術(shù)并結合深反應離子刻蝕技術(shù)均勻制備，其直徑在10~800 nm。 4.根據權利要求1所述的光伏場(chǎng)效應晶體管，其特征在于，所述二維材料膜層與垂直硅納米線(xiàn)呈正交關(guān)系，且通過(guò)原子力顯微鏡球探針界面處理技術(shù)，使垂直硅納米線(xiàn)穿過(guò)二維材料膜層，由此形成二維材料膜層以原子層厚度環(huán)繞硅納米線(xiàn)的全環(huán)繞柵極結構，所述二維材料膜層位于所述垂直硅納米線(xiàn)的中部。 5.根據權利要求1所述的光伏場(chǎng)效應晶體管，其特征在于，所述源漏電極和二維膜層柵極的外接電極均采用同一種金屬材料制成，根據具體應用情況按照導電性、穩定性和機械柔性選擇金、鉻、鉑、鋁、鈦、和鎵銦共晶中的一種材料制備電極。 6.根據權利要求1所述的光伏場(chǎng)效應晶體管，其特征在于，所述二維材料膜層采用MoS2、MoTe2、ReS2、WSe2、WS2或石墨烯薄膜，所述二維材料膜層作為全環(huán)繞柵極，實(shí)現具有亞納米尺度的短溝道光伏場(chǎng)效應晶體管。 7.根據權利要求1所述的光伏場(chǎng)效應晶體管，其特征在于，所述單根垂直硅納米線(xiàn)穿過(guò)兩層、三層或多層獨立式二維材料膜層形成雙柵、三柵或多柵環(huán)繞結構。 8.根據權利要求1所述的光伏場(chǎng)效應晶體管，其特征在于，所述的襯底經(jīng)過(guò)微納加工呈現微納結構，微納結構包括納米線(xiàn)、納米管、納米棒、納米錐或納米柱，直徑為10~800nm，高度為40~1000nm，具有更大的比表面積。 9.根據權利要求1所述的光伏場(chǎng)效應晶體管，其特征在于，襯底中源極是公共端，二維膜層柵極