[發(fā)明專利]一種摻雜Er3+的CdS納米帶多波段紅外探測(cè)器的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410140950.4
• 申請(qǐng)日: 2014-04-10
• 公開（公告）號(hào): CN103904163B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉應(yīng)開
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 劉應(yīng)開;侯德東
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18;H01L31/09;H01L31/0352;H01L31/0296
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于探測(cè)器領(lǐng)域，尤其涉及一種摻雜Er³⁺的CdS納米帶多波段紅外探測(cè)器的制備方法。

背景技術(shù)

紅外探測(cè)器是一種在安防工程中使用極為普遍的一類探測(cè)器，紅外探測(cè)器是防盜報(bào)警系統(tǒng)中最關(guān)鍵的組成部分，直接決定系統(tǒng)的靈敏性與穩(wěn)定性，是整個(gè)系統(tǒng)品質(zhì)的保障。在電子防盜探測(cè)器領(lǐng)域，紅外探測(cè)器的應(yīng)用非常廣泛，因其價(jià)格低廉、技術(shù)性能穩(wěn)定，而深受廣大專業(yè)人員的歡迎。人體都有恒定的體溫，一般在37度左右，會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng)10μm左右的紅外線，紅外探測(cè)器就是靠探測(cè)人體發(fā)射的10μm左右的紅外線而進(jìn)行工作的。人體發(fā)射的10μm左右的紅外線通過菲涅爾濾光片增強(qiáng)后聚集到紅外感應(yīng)源上。紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測(cè)處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。紅外探測(cè)器是以探測(cè)人體輻射為目標(biāo)的，所以熱釋電元件對(duì)波長(zhǎng)為10μm左右的紅外輻射必須非常敏感。為了僅僅對(duì)人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲涅爾濾光片，使環(huán)境的干擾受到明顯的控制作用。其傳感器包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元件。而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測(cè)器無信號(hào)輸出。一旦人侵入探測(cè)區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同不能抵消，經(jīng)信號(hào)處理而報(bào)警。紅外探測(cè)器的紅外探測(cè)的基本概念就是感應(yīng)移動(dòng)物體與背景物體的溫度的差異。在紅外探測(cè)器的警戒區(qū)內(nèi)，當(dāng)無人體移動(dòng)時(shí)，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的只是背景溫度，當(dāng)人體進(jìn)人警戒區(qū)，人體發(fā)射的10微米左右的紅外線通過菲涅爾透鏡增強(qiáng)后聚集到熱釋電紅外感應(yīng)器上，熱釋電紅外中的熱釋電元件感應(yīng)到人體溫度與背景溫度的差異，溫度發(fā)生變化，失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路檢測(cè)處理后產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。

然而現(xiàn)在一般只有可探測(cè)單一波長(zhǎng)的納米材料，這些材料要么是探測(cè)紫光，要么是探測(cè)紅光或綠光，目前還沒有關(guān)于兩波段探測(cè)材料及器件的報(bào)道，更別說三波段光探測(cè)材料或器件，而本發(fā)明及要研究并公開一種三波段光探測(cè)材料及器件的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種摻雜Er³⁺的CdS納米帶多波段紅外探測(cè)器的制備方法，旨在解決現(xiàn)有只有可探測(cè)單一波長(zhǎng)的納米材料，目前還沒有關(guān)于兩波段探測(cè)材料及器件的報(bào)道的問題。

必要技術(shù)方案：

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種摻雜Er³⁺的CdS納米帶多波段紅外探測(cè)器的制備方法，該方法的步驟包括：

步驟一、將CdS粉末和乙酸鉺粉體按質(zhì)量比為50∶1的比例混合均勻，然后取出5-10克混合粉體轉(zhuǎn)入瓷舟中，并將瓷舟放入管式爐中心位置處；

步驟二、在離瓷舟5厘米處擺放噴有厚為20-30納米金薄膜的硅襯底，封閉管式爐，抽出空氣使達(dá)到一定的真空度，并通入氬氣，停止抽氣，讓氬氣靜止30分鐘，再抽真空，這樣反復(fù)3次；

步驟三、隨后以每分鐘25℃的升溫速率把爐子溫度升高到840℃，維持此溫度2小時(shí)，然后降溫到室溫；

步驟四、取出沉積有摻雜Er³⁺的CdS納米帶的襯底，然后用鑷子刮下一部分樣品分散到乙醇中供制備器件用；

步驟五、利用掩膜版制備納米器件：選取SiO₂/Si作為襯底，將分散納米帶放在SiO₂/Si襯底上形成掩膜版，在掩膜版上形成鈦/金合金電極沉積，然后移去掩膜版，即制得納米器件，并引出納米器件的電極導(dǎo)線；

步驟六、將引出導(dǎo)線的器件分3檔接入放大器，一并裝入封裝的盒子中，就制成三波段紅外探測(cè)器。

次要技術(shù)方案：

進(jìn)一步，在步驟二中，抽出空氣，使管內(nèi)真空度達(dá)到10^-3-10^-4Torr，并通入氬氣，停止抽氣，讓氬氣靜止30分鐘，再抽真空達(dá)10^-3-10^-4Torr，這樣反復(fù)3次，盡可能除去管內(nèi)空氣，防止樣品氧化。

進(jìn)一步，在步驟三中，從升溫到降溫整個(gè)過程中爐內(nèi)通入氬氣，并維持管內(nèi)壓強(qiáng)為150Torr。

進(jìn)一步，在步驟四中，摻雜Er³⁺的CdS納米帶長(zhǎng)數(shù)10微米，寬5-10微米，厚約50-80納米。

進(jìn)一步，在步驟六中的盒子上表面透明，無吸收，便于光照射到納米帶器件上。

進(jìn)一步，納米器件的合金電極材料與納米帶形成歐姆接觸。