[發明專利]利用石墨烯硅量子點混合結構的光電二極管及其制造方法

有效

• 申請號: 201480081292.4
• 申請日: 2014-11-20
• 公開（公告）號: CN106575685B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 崔石鎬;申東熙;金成
• 申請（專利權）人: 慶熙大學校產學協力團
• 主分類號: H01L31/10
• 分類號: H01L31/10;C01B32/186
• 代理公司: 北京青松知識產權代理事務所(特殊普通合伙)11384
• 代理人: 鄭青松

1.一種包括石墨烯硅量子點混合結構的光電二極管，其包括：

混合結構，以包括形成在硅氧化物薄膜內的硅量子點的硅量子點層，和形成在所述硅量子點層上的摻雜的石墨烯構成；及

電極，形成在所述混合結構的上下部，

其中，所述硅量子點層包括形成在SiO₂薄膜內的硅量子點，所述硅量子點層通過在基板上將SiO₂薄膜及SiO_x薄膜交替地按順序疊層之后熱處理形成；

所述摻雜的石墨烯的摻雜濃度通過在沉積形成的石墨烯上涂布AuCl₃然后退火來控制；

且根據所述硅量子點的大小及所述摻雜的石墨烯的摻雜濃度，控制光學及電性特性。

2.根據權利要求1所述的包括石墨烯硅量子點混合結構的光電二極管，其特征為，所述硅量子點層通過在1000℃至1200℃的氮氣氛下熱處理交替地按順序疊層的SiO₂薄膜及SiO_x薄膜來形成。

3.根據權利要求1所述的包括石墨烯硅量子點混合結構的光電二極管，其特征為，所述x以具有0.8至1.6的值被控制，對應于所述x的值調整所述硅量子點的大小。

4.根據權利要求3所述的包括石墨烯硅量子點混合結構的光電二極管，其特征為，所述SiO₂薄膜及SiO_x薄膜分別以2nm的厚度單位，按順序疊層23回至25回。

5.根據權利要求1所述的包括石墨烯硅量子點混合結構的光電二極管，其特征為，所述石墨烯通過將催化層與含有碳混合氣體進行反應，在所述催化層上以化學蒸汽沉積方式沉積形成。

6.根據權利要求5所述的包括石墨烯硅量子點混合結構的光電二極管，其特征為，所述沉積形成的石墨烯轉移在所述硅量子點層上，形成所述混合結構。

7.根據權利要求5所述的包括石墨烯硅量子點混合結構的光電二極管，其特征為，所述摻雜的石墨烯將具有10mM至30mM濃度的AuCl₃，旋轉涂布在所述沉積形成的石墨烯，在90℃至110℃退火處理。

8.一種包括石墨烯硅量子點混合結構的光電二極管制造方法，其步驟包括：

形成包括形成在SiO₂薄膜內的硅量子點的硅量子點層，所述硅量子點層通過在基板上將SiO₂薄膜及SiO_x薄膜交替地按順序疊層之后，在1000℃至1200℃的氮氣氛下熱處理形成；

在所述硅量子點層上形成摻雜的石墨烯，形成混合結構；及

在混合結構的上部和通過硅量子點層形成的基板的下部形成電極；

其中，所述摻雜的石墨烯通過化學氣相沉積沉積石墨烯，然后在沉積的石墨烯上涂布AuCl₃和退火來形成。