[發明專利]基于非對稱異維結構的光電導傳感器

有效

• 申請號: 201010108593.5
• 申請日: 2010-02-05
• 公開（公告）號: CN101794837A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 朱嘉麟;楊銘杰;韋進全;劉偉;孫家林
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01L31/101
• 分類號: H01L31/101
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

技術領域

本發明涉及一種光電導傳感器件，尤其涉及一種基于非對稱異維結構的光電導傳感器。

背景技術

利用宏觀體材料設計和制作的光電傳感器已經廣泛應用于各個領域，如金屬—金屬異質結、金屬—半導體復合材料異質結、半導體—半導體復合材料異質結等等。文獻資料表明，金屬氧化物納米材料具有不同于宏觀體材料的優異的光電子學性能，如氧化鈦屬于寬帶隙半導體光電功能材料，它被廣泛應用于太陽能電池和傳感器中，例如文獻[Kong?XZ，Liu?CX，DongW，Zhang?XD，Tao?C，Shen?L，Zhou?JR，Fei?YF?and?Ruan?SP，《應用物理快報》APPLIED?PHYSICSLETTERS?2009，94：123502]，[Xue?HL，Kong?XZ，Liu?ZR，Liu?CX，Zhou?JR，Chen?WY，RuanSP?and?Xu?Q，《應用物理快報》APPLIED?PHYSICS?LETTERS?2007，90：201118]，[Kang?TS，SmithAP，Taylor?BE?and?Durstock?MF，《納米快報》NANO?LETTERS?2009，9：601-606]，[Mor?GK，Shankar?K，Paulose?M，Varghese?OK?and?Grimes?CA，《納米快報》NANO?LETTERS?2006，6，215-218]中均有相關的報道。但是，由于氧化鈦的帶隙很寬(約為3.0～3.2eV)，所以它的光譜響應波段在紫外區域。如何利用氧化鈦納米材料的優異性能設計開發出結構簡單但光譜響應波段能延伸至可見光區域的新型光電傳感器是目前急需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于非對稱異維結構的光電導傳感器，旨在利用非對稱異維結構所具有的特殊光電子學性能，開發研制一種結構簡單，制作方便，其光譜響應波段能延伸至可見光區域且響應速度快的光電導傳感器。

本發明的技術方案如下：

一種基于非對稱異維結構的光電導傳感器，其特征在于：該光電導傳感器包含透明導電光電子發射層、光電轉換層、電子接收層、上電極引線以及下電極引線；所述的透明導電光電子發射層作為光電導傳感器的上電極，電子接收層作為光電導傳感器的下電極，所述的透明導電光電子發射層采用碳納米管薄膜，光電轉換層采用氧化鈦納米管陣列，電子接收層采用鈦薄片；在上電極引線與碳納米管薄膜相連接區域的碳納米管薄膜下方設置絕緣層，將鈦薄片下表面與下電極引線相連接。

所述的碳納米管薄膜采用直徑為1～10納米的低維度的碳納米管薄膜，所述的氧化鈦納米管陣列采用直徑為50～200納米的中等維度的氧化鈦納米管陣列，所述的鈦薄片采用厚度為毫米量級的高維度的鈦薄片。

本發明所提供的基于非對稱異維結構的光電導傳感器具有結構簡單，制作方便等優點。由于該器件具有較寬的光譜響應范圍、較快的光電響應速度和較大的光電導變化率，即具有較高的光電響應靈敏度，因此，這種器件在未來的高分辨光電子學探測技術領域中具有十分廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為本發明提供的基于非對稱異維結構的光電導傳感器的結構示意圖。

圖2為本發明提供的基于非對稱異維結構的光電導傳感器的原理示意圖。

圖3為本發明所使用的氧化鈦納米管陣列的掃描電子顯微鏡圖像側視圖。

圖4為本發明所使用的鋪蓋碳納米管薄膜的氧化鈦納米管陣列上表面的掃描電子顯微鏡圖像俯視圖。

圖5是本發明提供的基于非對稱異維結構的光電導傳感器實施例中，340納米波長光照射時，光致電阻變化對時間的響應曲線。

圖6是本發明提供的基于非對稱異維結構的光電導傳感器實施例中，532納米波長光照射時，光致電阻變化對時間的響應曲線。

圖中：1-鈦薄片；2-氧化鈦納米管陣列；3-碳納米管薄膜；4-絕緣層；5-上電極引線；6-下電極引線。

具體實施方式

圖1為本發明提供的基于非對稱異維結構的光電導傳感器的結構示意圖。