[發(fā)明專利]一種用于光電探測的甲胺鉛碘鈣鈦礦單晶薄片在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810572408.4 | 申請日： | 2018-06-06 |
| 公開（公告）號： | CN108842185A | 公開（公告）日： | 2018-11-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 冀婷;高娟;崔艷霞;梁強兵;李國輝;張葉;王文艷;郝玉英 | 申請（專利權(quán)）人： | 太原理工大學(xué) |
| 主分類號： | C30B29/54 | 分類號： | C30B29/54;C30B7/14 |
| 代理公司： | 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101 | 代理人： | 李富元 |
| 地址： | 030024 山西*** | 國省代碼： | 山西;14 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 單晶薄片 光電探測 正六邊形 碘鈣 甲胺 鈦礦 塊玻璃板 平行關(guān)系 前體溶液 鈣鈦礦 玻璃板 光電信號轉(zhuǎn)換 成體 疊放 制作 | ||
本發(fā)明涉及光電信號轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，具體是種用于光電探測的甲胺鉛碘鈣鈦礦單晶薄片。一種用于光電探測的甲胺鉛碘鈣鈦礦單晶薄片，按照如下的步驟制作，步驟一、將兩塊玻璃板成平行關(guān)系疊放在一起，使形成一個額定距離的空間，然后將帶額定距離的空間的兩塊玻璃板放置在第一鈣鈦礦前體溶液中，24?48 h后生成額定厚度的正六邊形單晶薄片種子；步驟二、挑選規(guī)則的正六邊形單晶薄片種子放置在距離等于額定距離的兩塊平行關(guān)系疊放的玻璃板中，然后放置入第二鈣鈦礦前體溶液中，24 h后生成厚度等于額定厚度的正六邊形單晶薄片成體。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及光電信號轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，具體是種用于光電探測的甲胺鉛碘鈣鈦礦單晶薄片。
背景技術(shù)
光電探測器是一種將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕钠骷诙鄠€領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。首先，光電探測器是圖像傳感器件（ CCD 或CMOS）中的關(guān)鍵元件，對可見光響應(yīng)的光電探測器主要用作攝像頭，紅外光電探測器則主要用于對由溫度差異的區(qū)域進(jìn)行成像，在安防、醫(yī)療、電力、建筑、汽車業(yè)等多個領(lǐng)域都有應(yīng)用。同時，它也是可見光無線通信系統(tǒng)中的重要組成部分。具有弱光檢測能力的快速響應(yīng)光電探測器在天文學(xué)、光譜學(xué)、激光測距、導(dǎo)彈制導(dǎo)、紅外遙感等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值。低成本光電探測器則在工業(yè)自動控制中獲得了應(yīng)用。
傳統(tǒng)的光電探測器主要以無機半導(dǎo)體材料為主。近年來，隨著鈣鈦礦材料在光電領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，基于鈣鈦礦材料的光電探測器已被廣泛研究，并且一些性能指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到或超過了硅基光電探測器的水平，且鈣鈦礦材料的吸收波譜寬且可調(diào)，所以可探測的光譜范圍更廣。雖然目前已經(jīng)制得的呈微晶或多晶的鈣鈦礦薄膜的性能已經(jīng)十分優(yōu)良，但其內(nèi)部仍然存在很多晶粒、晶界、孔隙和表面缺陷。相比而言，單晶鈣鈦礦減少了晶界，大幅度降低了缺陷態(tài)密度，能夠?qū)崿F(xiàn)性能更加優(yōu)越的光電子器件。
2016年，陜西師范大學(xué)劉生忠教授課題組利用種子誘導(dǎo)晶體生長的方法制備了20mm大的甲脒鉛碘鈣鈦礦單晶（Adv. Optical Mater. 2016）。該晶體具有良好的結(jié)晶性，且具有很寬的吸收范圍，吸收邊緣可達(dá)870 nm。為了獲得單晶鈣鈦礦薄片，采用了金剛石線切技術(shù)將生長出來的大尺寸晶體進(jìn)行切割，可獲得薄至100 um的單晶鈣鈦礦薄片。2016年，該課題組利用動態(tài)流微反應(yīng)系統(tǒng)生長出了幾何約束的超薄單晶鈣鈦礦薄膜，并且生長了150um、330 um、670 um、1440 um 幾種不同厚度的甲胺鉛碘單晶鈣鈦礦薄片，并利用150 um厚的單晶鈣鈦礦薄片制備了光電探測器（Adv. Mater. 2016, 28, 9204–9209）。上述基于金剛石線切技術(shù)獲得單晶鈣鈦礦薄片的制備過程，需要精確控制切片過程中的切線速度和線的直徑，也容易使單晶在機械切割中帶來不可避免的破損。利用動態(tài)流微反應(yīng)系統(tǒng)制備步驟包含：步驟一，使用兩片薄玻璃使其平行對對齊，利用薄片、線在兩片玻璃之間形成厚度被薄片、線定義好的狹縫；步驟二，將其置于動態(tài)流微反應(yīng)系統(tǒng)中，動態(tài)流使用蠕動泵為晶體的生長提供了新鮮的溶液。其制備過程相對復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何提供一種簡單的制作用于光電探測的甲胺鉛碘鈣鈦礦單晶薄片的方法。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種用于光電探測的甲胺鉛碘鈣鈦礦單晶薄片，按照如下的步驟制作
步驟一、將兩塊玻璃板成平行關(guān)系疊放在一起，使形成一個額定距離的空間，然后將帶額定距離的空間的兩塊玻璃板放置在第一鈣鈦礦前體溶液中，24-48 h后生成額定厚度的正六邊形單晶薄片種子；
步驟二、挑選規(guī)則的正六邊形單晶薄片種子放置在距離等于額定距離的兩塊平行關(guān)系疊放的玻璃板中，然后放置入第二鈣鈦礦前體溶液中，24 h后生成厚度等于額定厚度的正六邊形單晶薄片成體。
作為一種優(yōu)選方式：額定距離為0.13-0.17 mm，規(guī)則的正六邊形單晶薄片種子邊長為1-2 mm，正六邊形單晶薄片成體邊長為1 -1.2cm。
作為一種優(yōu)選方式：第一鈣鈦礦前體溶液和第二鈣鈦礦前體溶液濃度相同且碘化鉛和甲基碘化銨摩爾比為1:1。
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