[發(fā)明專利]基于碘鉛銫甲脒薄膜的寬波帶光電探測(cè)器及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710575821.1
• 申請(qǐng)日: 2017-07-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107316943B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁鳳霞;王九鎮(zhèn);梁林;童小偉;王迪;羅林保
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L51/42
• 分類號(hào): H01L51/42;H01L51/46;H01L51/48
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 盧敏

本發(fā)明公開(kāi)了基于碘鉛銫甲脒薄膜的寬波帶光電探測(cè)器及其制備方法，是在絕緣玻璃的上表面設(shè)置有FA_0.85Cs_0.15PbI₃薄膜，在FA_0.85Cs_0.15PbI₃薄膜上設(shè)置有一對(duì)與其呈歐姆接觸的金薄膜電極。本發(fā)明的光電探測(cè)器利用FA_0.85Cs_0.15PbI₃薄膜比表面積大的特點(diǎn)，同時(shí)充分利用其超高的電子遷移率，使得器件響應(yīng)速度超快，且光吸收能力強(qiáng)、對(duì)紫外光到可見(jiàn)光范圍感應(yīng)靈敏、抗電磁干擾強(qiáng)，為鈣鈦礦材料在光電探測(cè)器的應(yīng)用中開(kāi)拓了新的前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體光電探測(cè)器領(lǐng)域，具體涉及一種基于碘鉛銫甲脒薄膜的寬波帶超高速光電探測(cè)器及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，光電探測(cè)器(PD)在科研、生產(chǎn)、軍事、光學(xué)研究等領(lǐng)域都有著非常重大的意義。由于寬吸收光電探測(cè)器在工業(yè)和科學(xué)技術(shù)等領(lǐng)域存在著廣泛的用途，所以到目前為止很多人通過(guò)組合不同的功能材料來(lái)尋找一種廣泛的寬波帶光吸收材料，從而制作出可以從紫外到可見(jiàn)光區(qū)的光電探測(cè)器。不同的探測(cè)器件有不同的應(yīng)用領(lǐng)域，例如紫外光區(qū)探測(cè)器可用于紫外線制導(dǎo)、檢測(cè)癌細(xì)胞、觀測(cè)地震的發(fā)光現(xiàn)象及水質(zhì)的檢測(cè)，而可見(jiàn)光探測(cè)器件主要用于射線測(cè)量和探測(cè)、工業(yè)自動(dòng)控制等。另外在宇宙飛船、火災(zāi)監(jiān)測(cè)、炸藥探測(cè)等方面光電探測(cè)器也有重要的應(yīng)用價(jià)值。光探測(cè)器是將不同波長(zhǎng)的光作為能量激發(fā)半導(dǎo)體，產(chǎn)生大量電子空穴對(duì)，從而把光能轉(zhuǎn)換為電能，并有儀器檢測(cè)量化的一種功能器件，因此在工業(yè)領(lǐng)域和科學(xué)領(lǐng)域需要研發(fā)新型的光探測(cè)器材料并使其在不同的光譜范圍內(nèi)都有光譜響應(yīng)就有非常重要的意義。目前在紫外光區(qū)，大部分光電探測(cè)器的制備是以硅基或碳化硅等無(wú)機(jī)材料為主，由于這些無(wú)機(jī)器件制造條件過(guò)于苛刻如成本高、制造工藝相對(duì)復(fù)雜，導(dǎo)致價(jià)格昂貴、重量大，且應(yīng)用波段范圍窄難于寬范圍的光電轉(zhuǎn)換。如果需要研制一種在紫外到可見(jiàn)光的光譜范圍內(nèi)都有響應(yīng)的光探測(cè)器件，就需要通過(guò)制備多層器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，這就進(jìn)一步增加了器件的制造成本和工藝的復(fù)雜性。

隨著人們對(duì)材料的性能提出更多的要求，各種材料不斷出現(xiàn)，在縱多的材料中二維納米薄膜材料擁有不可估量的潛力。由于納米材料表面能高、比表面積大的特點(diǎn)，且當(dāng)材料進(jìn)入納米范圍時(shí)，材料相關(guān)的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)性能均發(fā)生明顯變化，用二維納米材料可以制造出價(jià)格低廉、性能優(yōu)異的光電探測(cè)器，吸引了越來(lái)越多人的研究興趣。有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦可作為二維納米材料的原材料，另外與無(wú)機(jī)光探測(cè)器件相比，有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦光探測(cè)器件具有材料選擇范圍廣、制造成本低、可使用簡(jiǎn)單的溶液加工制備工藝及柔性等優(yōu)點(diǎn)。更有意義的是，有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦光探測(cè)器還可以實(shí)現(xiàn)高量子效率、高靈敏度、高響應(yīng)速度、寬光譜響應(yīng)范圍及低成本。因而，有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦光探測(cè)器可作為寬光譜響應(yīng)的一個(gè)新的研究方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開(kāi)了基于碘鉛銫甲脒薄膜的寬波帶光電探測(cè)器及其制備方法，旨在充分利用FA_0.85Cs_0.15PbI₃薄膜超高的遷移率和廣泛的吸收波長(zhǎng)，提供一種制備工藝簡(jiǎn)單、光吸收能力強(qiáng)、對(duì)可見(jiàn)光感應(yīng)靈敏、且抗電磁干擾能力強(qiáng)的寬波帶超高速光電探測(cè)器。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明基于碘鉛銫甲脒薄膜的寬波帶光電探測(cè)器，是在絕緣玻璃的上表面設(shè)置有FA_0.85Cs_0.15PbI₃薄膜，在所述FA_0.85Cs_0.15PbI₃薄膜上設(shè)置有一對(duì)與所述FA_0.85Cs_0.15PbI₃薄膜呈歐姆接觸的金薄膜電極。