[發明專利]一種紅外光電探測器及其制備方法

有效

• 申請號: 201310579131.5
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN103681897A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 梁爽;王勝;魏楠;彭練矛
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H01L31/0232
• 分類號: H01L31/0232;H01L31/101;H01L31/18
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理事務所(普通合伙) 11200
• 代理人: 邵可聲

1.一種紅外光電探測器，其特征在于包括一襯底，在該襯底上依次為光學微腔的下反射鏡、下光程差補償層、上光程差補償層、光學微腔的上反射鏡，所述光學微腔內有作為吸光材料和導電通道的半導體碳納米材料光電器件；其中，所述光學微腔的腔態密度最大處與所述半導體碳納米材料光電器件的工作區重合，且對于同一波長的紅外光，通過所述下光程差補償層的光程與通過所述上光程差補償層的光程相等或相差半波長整數倍。

2.如權利要求1所述的紅外光電探測器，其特征在于所述半導體碳納米材料光電器件為基于半導體碳納米管或半導體碳納米管陣列的光電器件；所述半導體碳納米管的兩端設有電極，與所述半導體碳納米管構成二極管；所述電極為非對稱電極，其中一端為鈀電極，另一端為鈧或釔電極。

3.如權利要求2所述的紅外光電探測器，其特征在于所述碳納米管的長度為0.5微米到4微米。

4.如權利要求3所述的紅外光電探測器，其特征在于所述二極管器件中的碳納米管溝道長度為1.5微米。

5.如權利要求1或2所述的紅外光電探測器，其特征在于所述下反射鏡為銀反射鏡，所述下光程差補償層上設有一紅外通光電學絕緣層，所述半導體碳納米材料光電器件的半導體碳納米材料位于所述紅外通光電學絕緣層上，紅外光通過所述下光程差補償層和所述紅外通光電學絕緣層的光程與通過所述上光程差補償層的光程相等或相差半波長整數倍，所述上反射鏡為金反射鏡；或者所述下反射鏡、上反射鏡分別為分布式布拉格反射鏡。

6.如權利要求5所述的紅外光電探測器，其特征在于所述上光程差補償層為高分子聚合物；所述下光程差補償層為二氧化硅，所述紅外通光電學絕緣層為氧化鉿；所述半導體碳納米材料為半導體納米線、或半導體納米管、或半導體納米條帶。

7.一種紅外光電探測器的制備方法，其步驟為：

1）在所選襯底上依次制備光學微腔的下反射鏡、下光程差補償層；

2）在所述下光程差補償層上制備半導體碳納米材料光電器件；

3）在半導體碳納米材料光電器件上依次制備上光程差補償層和光學微腔的上反射鏡；

其中，所述光學微腔的腔態密度最大處與所述半導體碳納米材料光電器件的工作區重合，且對于同一波長的紅外光，通過所述下光程差補償層的光程與通過所述上光程差補償層的光程相等或相差半波長整數倍。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于所述半導體碳納米材料光電器件為基于半導體碳納米管或半導體碳納米管陣列的光電器件；所述半導體碳納米管的兩端設有電極，與所述半導體碳納米管構成二極管；所述二極管的電極為非對稱電極，其中一端為鈀電極，另一端為鈧或釔電極。

9.如權利要求7所述的方法，其特征在于所述下反射鏡為銀反射鏡，所述下光程差補償層上設有一紅外通光電學絕緣層，所述半導體碳納米材料光電器件位于所述紅外通光電學絕緣層上，紅外光通過所述下光程差補償層和所述紅外通光電學絕緣層的光程與通過所述上光程差補償層的光程相等或相差半波長整數倍，所述上反射鏡為金反射鏡；或者所述下反射鏡、上反射鏡分別為分布式布拉格反射鏡。

10.如權利要求9所述的方法，其特征在于所述半導體碳納米材料為半導體納米線、或半導體納米管、或半導體納米條帶；所述上光程差補償層為高分子聚合物；所述下光程差補償層為二氧化硅，所述紅外通光電學絕緣層為氧化鉿；所述碳納米管的長度為0.5微米到4微米。