[發(fā)明專利]一種石墨烯?ZnxAg（1?x）NyO（1?y）紫外探測器及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510496622.2
• 申請日: 2015-08-13
• 公開（公告）號: CN105140332B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段理;于曉晨;樊繼斌;田野;何鳳妮;程曉姣
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號: H01L31/101
• 分類號: H01L31/101;H01L31/0256;H01L31/18
• 代理公司: 西安恒泰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所61216
• 代理人: 李鄭建,孫雅靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電材料與器件領(lǐng)域，具體涉及一種石墨烯-Zn_xAg_(1-x)N_yO_(1-y)紫外探測器及其制備方法。

背景技術(shù)

紫外探測器在很多應(yīng)用場合均有很高的應(yīng)用價(jià)值。軍用方面可用于宇航探測、戰(zhàn)斗機(jī)尾焰跟蹤、導(dǎo)彈尾焰跟蹤等；民用方面可用于高壓電暈檢測、紫外指紋檢測、火焰探測等。制造紫外探測器的一類主流材料是半導(dǎo)體材料，半導(dǎo)體紫外探測器體積小、性能穩(wěn)定、使用方便。半導(dǎo)體紫外探測器可分為光電導(dǎo)效應(yīng)探測器和光伏效應(yīng)探測器兩大類，其中光電導(dǎo)型紫外探測器具有較好的響應(yīng)電流，GaN、SiC、ZnO、Al_xGa_1-xN等化合物半導(dǎo)體紫外探測器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種制備石墨烯-Zn_xAg_(1-x)N_yO_(1-y)紫外探測器的制備方法，所需設(shè)備簡單成本低廉，且具有優(yōu)秀的紫外光響應(yīng)性能，可以作為軍用和民用紫外探測器件，有非常大的應(yīng)用前景。

為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明采取如下的技術(shù)解決方案：

一種石墨烯-Zn_xAg_(1-x)N_yO_(1-y)紫外探測器，該紫外探測器為光電導(dǎo)型紫外探測器，光電導(dǎo)型紫外探測器包括設(shè)置在基底上的光敏層和電極，所述的光敏層中含有石墨烯和Zn_xAg_(1-x)N_yO_(1-y)，按摩爾比計(jì)，x＝0.40～0.99，y＝0.01～0.60。

具體的，按摩爾比計(jì)，石墨烯中碳原子與Zn_xAg_(1-x)N_yO_(1-y)中鋅原子加銀原子之和的比為(1～10):(10～1)。

更具體的，所述光敏層的基底為玻璃，所述的電極為Au/Ti電極。

制備所述的石墨烯-Zn_xAg_(1-x)N_yO_(1-y)紫外探測器的方法，包括將石墨烯與含鋅化合物、含銀化合物和含氮化合物的混合溶液通過溶膠凝膠法制備成膠體，膠體經(jīng)旋涂處理、熱處理、紫外臭氧聯(lián)合處理和共濺射處理后即得石墨烯-Zn_xAg_(1-x)N_yO_(1-y)紫外探測器。

具體的，所述的含鋅化合物為乙酸鋅，含銀化合物為硝酸銀，含氮化合物為乙酸銨；

混合溶液中乙酸鋅的濃度為0.01mol/L、硝酸銀的濃度為0.001～0.01mol/L和乙酸銨的濃度為0.01～0.1mol/L；

膠體中含有石墨烯的碳原子的濃度為0.001～0.1mol/L。

更具體的，所述的旋涂處理包括將膠體旋涂在玻璃上；

所述的熱處理包括將旋涂膠體的玻璃在氬氣氛圍下進(jìn)行400℃熱處理；

所述的紫外臭氧聯(lián)合處理為將熱處理后的旋涂膠體的玻璃置于臭氧氛圍中254nm紫外輻射處理；

所述的共濺射處理包括將紫外聯(lián)合臭氧處理后的帶有膠體的玻璃利用Au靶和Ti鈀在氬氣氛圍及氣壓20Pa的條件下共濺射做成Au/Ti電極。

另外，所述的石墨烯的制備方法包括配制50g/L石墨粉末和20g/L高錳酸鉀的濃硫酸混合溶液，將混合溶液依次在10℃、30℃和90℃下各攪拌1小時(shí)后加入等體積的質(zhì)量濃度為30％的雙氧水，靜置后將沉淀物烘干并在1000℃和氬氣下熱處理得到石墨烯粉末。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明制備的石墨烯-Zn_xAg_(1-x)N_yO_(1-y)紫外探測器和無石墨烯的基于單一Zn_xAg_(1-x)N_yO_(1-y)材料的紫外探測器相比，對波長小于360nm的紫外光輻射具有更好的響應(yīng)度和響應(yīng)速度；