[發(fā)明專利]一種近紅外探測器及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610214093.7
• 申請日: 2016-04-07
• 公開（公告）號: CN107275484A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設計）人: 潘革波;吳浩迪
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產(chǎn)權代理有限公司44304
• 代理人: 孫偉峰,侯藝

技術領域

本發(fā)明涉及探測器技術領域，尤其是一種近紅外探測器。

背景技術

現(xiàn)有的紅外探測器主要是制冷型，其主要使用無機半導體材料，雖然其探測率極高，但其探測機制決定了要用杜瓦瓶等制冷裝置提供液氮溫度，以抑制在室溫下因探測器材料產(chǎn)生激發(fā)而引起的過大暗電流和噪聲。這導致了制冷型紅外探測器成本高、體積大的問題，無法深入民用領域。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種近紅外探測器，從下至上依次包括：基底、底電極層、紅外感光層、頂電極層；

所述底電極層與所述紅外感光層之間還設有電子阻擋層；

所述紅外感光層包括上下設置的第一雜化層和第二雜化層；所述第一雜化層包括紅外感光量子點和n型半導體材料、所述第二雜化層包括紅外感光量子點和P型半導體材料。

進一步地，所述n型半導體材料與所述P型半導體材料分別與紅外感光量子點的質(zhì)量比為1:9～2:5。

進一步地，所述電子阻擋層為聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸,聚3-己基噻吩，聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)、聚(2—甲氧基,5(2'—乙基己氧基)—1,4—苯撐乙烯撐)中的任一種。

進一步地，所述紅外感光量子點為硫化鉛、硫化硒、硫化鎘中的任一種。

進一步地，所述n型聚合物半導體為聚(5-(2-乙基己氧基)-2-甲氧基-氰基對苯二亞甲基)、[6,6]-苯基C₆₁丁酸甲酯，1',1”,4',4”-四氫二[1,4]甲橋萘并[1,2:2',3'；56,60:2”,3”][5,6]富勒烯-C60-IH中一種。

進一步地，所述P型聚合物半導體為聚(2—甲氧基,5(2'—乙基己氧基)—1,4—苯撐乙烯撐)、聚[2-甲氧基,5-(3′,7′二甲基-辛氧基)]-對苯撐乙撐、聚3-己基噻吩中一種。

進一步地，所述第一雜化層和/或第二雜化層的厚度范圍在50～500nm。

進一步地，所述紅外感光量子點的直徑范圍在1nm～100nm。

本發(fā)明還提供這種近紅外探測器的制備方法，包括如下步驟：

在覆蓋有底電極層的基底上形成電子阻擋層材料；

在所述電子阻擋層上制備紅外感光層：先在所述電子阻擋層上涂布紅外感光量子點和p型半導體材料形成第一雜化層；然后在所述第一雜化層上涂布紅外感光量子點和n型半導體材料形成第二雜化層；

最后在所述第二雜化層上形成頂電極層。

進一步地，所述電子阻擋層、第一雜化層和第二雜化層的制備步驟中均需要在150～200℃的烘干工序。

有益效果：

與現(xiàn)有技術相比，本申請?zhí)峁┑慕t外探測器通過在紅外感光層的第一雜化層和第二雜化層中分別設置n型、p型半導體材料，使得探測器工作時該紅外感光層中形成的pn結處于反向狀態(tài)，以抑制暗電流的產(chǎn)生，同時通過采用紅外感光量子點材料，使得近紅外探測器在室溫下也可正常工作，其吸收面積大、量子效率高，且是基于柔性基底的，克服了傳統(tǒng)光電導型紅外探測器體積大、成本高、低溫工作的難題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例1近紅外探測器的結構示意圖。

具體實施方式

下面，將結合附圖對本發(fā)明各實施例作詳細介紹。

實施例1

步驟Ⅰ：將覆有氧化銦錫(ITO)作為底電極層5的基底6先后用水和乙醇清洗，然后再用氧等離子處理。其中，本實施例中的基底為柔性基底，材質(zhì)為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

然后在底電極層5表面利用旋涂甩膜的方法制備電子阻擋層4，材質(zhì)為聚乙撐二氧噻吩-聚(苯乙烯磺酸鹽)(PEDOT:PSS)薄膜4，設定的轉速為低速800 轉/分，高速3000轉/分，旋轉時間30秒，并在150℃保持20分鐘烘干，形成的PEDOT:PSS薄膜厚度約為100nm。

步驟Ⅱ：配置量子點PbS和p型聚合物半導體聚(2—甲氧基,5(2'—乙基己氧基)—1,4—苯撐乙烯撐)(MEH-PPV)的氯苯混合溶液。其量子點PbS和P3HT的重量比例為9:1。量子點PbS的直徑范圍50nm～100nm。把它們共同溶于氯苯溶液，并用刮刀涂布的方法在PEDOT:PSS薄膜4表面形成厚度100nm～150nm厚度的雜化層3。然后真空150℃烘干半小時。