[發(fā)明專利]一種量子點探測器及其制備方法

在審

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• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN108269923A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發(fā)明（設計）人: 曹蔚然;劉政;楊一行;錢磊
• 申請（專利權）人: TCL集團股份有限公司
• 主分類號: H01L51/46
• 分類號: H01L51/46;H01L51/42;H01L51/48;B82Y30/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發(fā)明公開一種量子點探測器及制備方法，所述量子點探測器依次包括：導電襯底、空穴注入層、量子點活性層、電子傳輸層和頂電極；所述量子點活性層的材料為量子點材料，其包括至少一個在徑向方向上依次排布的量子點結構單元，所述量子點結構單元為徑向方向能級寬度變化的漸變合金組分結構或徑向方向上能級寬度一致的均一組分結構。本發(fā)明通過使用量子點材料并利用量子點材料作為量子點活性層，既提高了量子點探測器的探測靈敏度、量子效率，還降低了量子點探測器的暗電流，同時簡化了器件結構，節(jié)約制作成本。

技術領域

本發(fā)明涉及光電探測器領域，尤其涉及一種量子點探測器及其制備方法。

背景技術

光電探測器是利用半導體材料的光電導效應制成的一種光探測器件，所謂光電導效應，是指由輻射引起被照射材料電導率改變的一種物理現(xiàn)象，光電探測器能把光信號轉換為電信號。

作為新一代光電材料，量子點（Quantum dot）因具有獨特的性質(zhì)而得到廣泛關注。量子點光電探測器（Quantum dot photodetectors）具有對垂直入射光敏感、光電導響應度高、比探測率高、探測波長連續(xù)可調(diào)及低溫制備等優(yōu)點。一般而言，光電二極管結構量子點探測器又可分為肖特基型（Schottky-type）、異質(zhì)結型（heterojunction type）、p-n型（p-ntype）和p-i-n型（p-i-n type）結構。與光電導體結構相比，光電二極管結構的量子點光電探測器在響應速度方面的優(yōu)勢明顯，具有更快的響應速度，而且這種量子點光電探測器在運行過程中，量子點光敏層吸收光子后產(chǎn)生的光生電子-空穴對能夠在內(nèi)建電場的作用下發(fā)生分離，這使得該結構探測器具有更低的驅(qū)動電壓，能在低外加偏壓甚至是零外加偏壓下就能工作，且易于控制。

現(xiàn)有技術中核殼結構的量子點雖然部分提高了量子點性能，但無論從設計思路還是從優(yōu)化方案上均還是基于提升量子點自身的效率方面考慮，其性能還有待提高，例如，現(xiàn)有的光電探測器其探測靈敏度和量子效率均較低，并且現(xiàn)有技術也未綜合考慮光電探測器對于量子點材料的其他方面特殊要求。

因此，現(xiàn)有技術還有待于改進和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種量子點探測器及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有的探測器其探測靈敏度、量子效率均有待提高的問題。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種量子點探測器，其中，依次包括：導電襯底、空穴注入層、量子點活性層、電子傳輸層和頂電極；所述量子點活性層的材料為量子點材料，其包括至少一個在徑向方向上依次排布的量子點結構單元，所述量子點結構單元為徑向方向能級寬度變化的漸變合金組分結構或徑向方向上能級寬度一致的均一組分結構。

所述的量子點探測器，其中，所述空穴注入層與量子點活性層之間設置有一層空穴傳輸層。

所述的量子點探測器，其中，所述量子點結構單元均為徑向方向上越向外能級寬度越寬的漸變合金組分結構，且在徑向方向上相鄰的漸變合金組分結構的量子點結構單元的能級是連續(xù)的。

所述的量子點探測器，其中，所述量子點材料包括至少三個在徑向方向上依次排布的量子點結構單元，其中，所述至少三個量子點結構單元中，位于中心和表面的量子點結構單元均為徑向方向上越向外能級寬度越寬的漸變合金組分結構，且在徑向方向上相鄰的漸變合金組分結構的量子點結構單元的能級是連續(xù)的；位于中心和表面的量子點結構單元之間的一個量子點結構單元為均一組分結構。

所述的量子點探測器，其中，所述量子點材料包括兩種類型的量子點結構單元，其中一種類型的量子點結構單元為徑向方向上越向外能級寬度越寬的漸變合金組分結構，另一種類型的量子點結構單元為徑向方向上越向外能級寬度越窄的漸變合金組分結構，所述兩種類型的量子點結構單元沿徑向方向依次交替分布，且在徑向方向上相鄰的漸變合金組分結構的量子點結構單元的能級是連續(xù)的。