本申请属于半导体材料，尤其涉及一种隧穿结构和光电子器件。
背景技术：
1、非弹性电子隧穿(inelastic electron tunneling，iet)可以使一个电极的电子穿越一层纳米尺度的绝缘势垒层到达另一个电极，并伴随着发光的现象，且这样产生的发光光谱具有宽带以及高频截止的特性。不同于发光二极管(light emitting diode，led)依赖电子空穴对复合发光的特征，隧穿结中光的产生只跟电子的非弹性隧穿有关，而电子隧穿的速度在飞秒量级。隧穿结发光本质是一种表面等离激元发光，光源的尺寸可突破光学衍射极限，使得高速紧凑的电驱动纳米光源成为可能。
2、1976年，lambe和mccarthy在金属-绝缘体-金属(metal-isolator-metal，mim)隧穿结中首次发现了非弹性电子隧穿激发的自发辐射发光现象，他们认为金属表面的粗糙以及边缘散射在器件的光子辐射上起着关键作用，但过高的弹性隧穿电子占比限制了电子-等离激元的转换效率，而且等离激元-光子的转换效率也受限于金属表面的等离激元与介质空间中光子的波矢失配，进而导致极低的自发辐射效率或外量子效率(105个电子约产生1个光子)。
3、近年，人们提出采用电驱动光学天线的方案来解决隧穿发光低外量子效率的问题。根据费米黄金定则，隧穿结中的非弹性隧穿电子的占比可通过提高光学局域态密度(local density of optical states，ldos)增加，因而可通过纳米天线引入等离激元谐振的方式引入局域光场束缚来提高电子非弹性隧穿占比以及光子自发辐射效率。然而，对于非弹性电子隧穿广泛应用的主要挑战是：(1)如何采用互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，cmos)兼容的工艺制造纳米光源；(2)如何避免纳米尺度的量子干涉；例如，在纳米天线的不同位置的电子隧穿可以激发多个局域等离激元模式间的相干叠加。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种隧穿结构和光电子器件，旨在解决目前隧穿结外量子效率低以及难以和光学纳米天线制作工艺兼容的技术问题。
2、为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
3、第一方面，本申请提供一种隧穿结构，包括：
4、二维导电材料层、纳米天线阵列层以及位于二维导电材料层和纳米天线阵列层之间的纳米尺度的绝缘势垒层；其中，二维导电材料层中的二维导电材料形成有间隙的叉指结构，纳米天线阵列层中的纳米天线横跨叉指结构中的间隙。
5、在一实施例中，二维导电材料层的厚度为0.3～2nm；和/或，
6、叉指结构的叉指宽度为400～500nm，相邻叉指之间的间隙距离为20～80nm。
7、在一实施例中，纳米天线阵列层中每根纳米天线的厚度为20～40nm，宽度为40～60nm，长度为100～300nm，相邻纳米天线的间距为400～600nm；和/或，
8、绝缘势垒层的厚度为1～3nm。
9、在一实施例中，二维导电材料选自石墨烯和过渡金属硫族化合物中的至少一种；和/或，
10、纳米天线阵列中的纳米天线材料选自金、银、铜、金合金、银合金和铜合金中的至少一种；和/或，
11、绝缘势垒层为自组装单分子层，或者绝缘势垒层的材料选自六方氮化硼、二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二钆和氧化镁中的至少一种。
12、在一实施例中，纳米天线阵列层与绝缘势垒层之间设有2～4nm的钛粘附层。
13、在一实施例中，隧穿结构还包括衬底，衬底上依次设置二维导电材料层、绝缘势垒层和纳米天线阵列层，或者衬底上依次设置纳米天线阵列层、绝缘势垒层和二维导电材料层。
14、在一实施例中，衬底为柔性透明衬底；和/或，
15、衬底的材料选自硅、碳化硅、聚二甲基硅氧烷和玻璃中的至少一种。
16、在一实施例中，隧穿结构还包括覆盖层，二维导电材料层、绝缘势垒层、纳米天线阵列层和覆盖层依次设置，或者纳米天线阵列层、绝缘势垒层、二维导电材料层和覆盖层依次设置。
17、在一实施例中，覆盖层的材料选自硅、二氧化硅、氮化硅、三氧化二铝和六方氮化硼中的至少一种。
18、第二方面，本申请提供一种光电子器件，光电子器件包括本申请提供的上述隧穿结构。
19、本申请提供的隧穿结构包括二维导电材料层、纳米天线阵列层以及位于二维导电材料层和纳米天线阵列层之间的绝缘势垒层，基于该隧穿结构具有二维导电材料的叉指隧穿结，因此其制备过程可以实现与光学纳米天线工艺兼容，同时利用叉指结构中的电子非对称激发的方式，可以避免传统隧穿结中的多模干涉效应，从而提高外量子效率，因此，这样的隧穿结构在光电子器件中具有很好的应用前景。
20、本申请提供的光电子器件包括本申请特有的隧穿结构，基于该隧穿结构的特点，该光电子器件不仅可以实现叉指隧穿结和纳米天线工艺的兼容，而且可以降低非弹性隧穿电子激发的等离激元模式之间的干涉，因此，本申请的光子电子器件可以作为性能优异的电驱动纳米光源或光探测器。
1.一种隧穿结构，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的隧穿结构，其特征在于，所述二维导电材料层的厚度为0.3～2nm；和/或，
3.如权利要求1所述的隧穿结构，其特征在于，所述纳米天线阵列层中每根纳米天线的厚度为20～40nm，宽度为40～60nm，长度为100～300nm，相邻纳米天线的间距为400～600nm；和/或，
4.如权利要求1所述的隧穿结构，其特征在于，所述二维导电材料选自石墨烯和过渡金属硫族化合物中的至少一种；和/或，
5.如权利要求1-4任一项所述的隧穿结构，其特征在于，所述纳米天线阵列层与所述绝缘势垒层之间设有2～4nm的钛粘附层。
6.如权利要求1-4任一项所述的隧穿结构，其特征在于，所述隧穿结构还包括衬底，所述衬底上依次设置所述二维导电材料层、所述绝缘势垒层和所述纳米天线阵列层，或者所述衬底上依次设置所述纳米天线阵列层、所述绝缘势垒层和所述二维导电材料层。
7.如权利要求6所述的隧穿结构，其特征在于，所述衬底为柔性透明衬底；和/或，
8.如权利要求1-4任一项所述的隧穿结构，其特征在于，所述隧穿结构还包括覆盖层，所述二维导电材料层、所述绝缘势垒层、所述纳米天线阵列层和所述覆盖层依次设置，或者所述纳米天线阵列层、所述绝缘势垒层、所述二维导电材料层和所述覆盖层依次设置。
9.如权利要求8所述的隧穿结构，其特征在于，所述覆盖层的材料选自硅、二氧化硅、氮化硅、三氧化二铝和六方氮化硼中的至少一种。
10.一种光电子器件，其特征在于，所述光电子器件包括如权利要求1-9任一项所述的隧穿结构。
