1.一种波导集成的范德华异质结器件制备方法,其特征在于:通过绝缘体上的硅技术SOI制备硅衬底,形成覆盖二氧化硅绝缘层的硅衬底,通过干法刻蚀在其上制备硅脊型波导,通过化学气相沉积在硅脊型波导的表面覆盖二氧化硅层,在二氧化硅层上转移氮化硼层,在氮化硼层上转移石墨烯层和黑磷层,其中,硅脊型波导、氮化硼层、石墨烯层和黑磷层依次层叠,且第一金属电极仅与黑磷层接触连接形成导电沟道,且其与黑磷层的接触边界覆盖在硅脊型波导上方的黑磷层上,该接触边界延伸至整个黑磷与石墨烯肖特基结区域,将光生载流子在垂直方向上输运至石墨烯层,第二金属电极仅与石墨烯层接触连接形成导电沟道;所述石墨烯层通过下述步骤制备:S1,制备带有PPC薄膜的氧化硅衬底;S2,将石墨晶体贴附在PDMS薄膜上,制备带有石墨烯的PPC/氧化硅衬底;S3,用胶带将带有石墨烯的PPC薄膜从氧化硅衬底剥离,形成石墨烯/PPC/胶带结构;将其和PDMS颗粒对准贴合,形成石墨烯/PPC/PDMS结构;S4,利用范德华力将石墨烯转移至波导集成的范德华异质结器件所需的位置;步骤S2中,用胶带机械剥离石墨,对撕4-6次后,将1cm * 1cm大小的PDMS薄膜剪下放在干净的载玻片上,和胶带上的石墨进行贴合,再撕开,将剥离的石墨留在PDMS薄膜上,再将带有PPC薄膜的氧化硅衬底与PDMS薄膜进行贴合,按压30-60秒后将衬底揭下,制备出带有石墨烯的PPC/氧化硅衬底。
2.如权利要求1所述的一种波导集成的范德华异质结器件制备方法,其特征在于:步骤S1包括以下步骤:用丙酮和异丙醇先后对300nm氧化硅片进行超声清洗,各超声5分钟,并用干燥高纯氮气吹干;配制PPC溶液,将PPC固体和苯甲醚溶剂以3.3g:22ml的比例放入小棕瓶,放入磁砖子,将小棕瓶放在可旋转磁砖子的热板上加热至90摄氏度,旋转4-5小时至完全溶解;将配制的PPC溶液滴至氧化硅衬底上,先以500转/分钟的速度将PPC旋转摊开,再以4000转/分钟的速度进行均匀旋涂,转45-60秒后膜厚稳定,将片子放在70℃的热板上烘烤5分钟,将苯甲醚溶剂烘干。
3. 如权利要求1所述的一种波导集成的范德华异质结器件制备方法,其特征在于:步骤S2中,将PDMS薄膜与载玻片紧密贴合,对PDMS/载玻片进行氧等离子体处理,处理完毕后将已处理的PDMS薄膜翻面,与载玻片紧密贴合,再以同样的步骤进行氧等离子体处理,将处理完的PDMS薄膜切至200μm *200μm大小。
4.如权利要求1所述的一种波导集成的范德华异质结器件制备方法,其特征在于:步骤S3中,将带有石墨烯的PPC薄膜从氧化硅衬底剥离,制备带有石墨烯的PPC薄膜与单面胶带粘连,带有石墨烯的PPC薄膜和PDMS颗粒分别置于相对的载玻片上,将PPC薄膜上的石墨烯和PDMS颗粒对准、接触、贴合,形成石墨烯/PPC/PDMS结构。
5.如权利要求1所述的一种波导集成的范德华异质结器件制备方法,其特征在于:步骤S4中,将石墨烯/PPC/PDMS结构倒扣放在载玻片夹具上,将硅脊型波导、氮化硼层的放在样品台上并抽真空固定;利用范德华力将石墨烯转移至所述波导集成的范德华异质结器件制备方法所需的位置。
6.如权利要求1所述的一种波导集成的范德华异质结器件制备方法,其特征在于:所述第一金属电极和第二金属电极之间间距为1um;所述第一金属电极层叠在硅脊型波导正上方的宽度为10um;黑磷层的厚度为20-30nm,石墨烯层的厚度为0.3nm-3nm,氮化硼层的厚度为15-30nm,二氧化硅层的厚度为50nm,硅脊形波导的波导高度为220nm;衬底中二氧化硅层厚度为3um,硅衬底层厚度为725um。