[發(fā)明專利]基于p-Si/NiO:Zn異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電探測材料的制備方法

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• 申請日: 2018-06-20
• 公開（公告）號: CN108878583A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡俊青;張永芳;季濤;鄒儒佳;徐開兵;崔哲;徐超霆;關(guān)國強(qiáng);張文龍;何書昂
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0336;H01L31/109
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;王文穎

1.一種基于p-Si/NiO∶Zn異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電探測材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)：準(zhǔn)備NiO前驅(qū)體溶膠：將四水合醋酸鎳與二水合醋酸鋅溶解于乙二醇甲醚中，加熱并磁力攪拌，滴入乙醇胺溶液，繼續(xù)熱浴并攪拌后制得混合溶液；將混合溶液冷卻并靜置陳化24h后獲得NiO前驅(qū)體溶膠；

步驟2)：制備摻雜Zn離子的NiO薄膜：采用旋涂的方法在襯底Si片的表面形成摻雜的NiO溶膠薄膜：先低速旋涂，然后高速旋涂，再烘干，待襯底Si片冷卻至室溫后重復(fù)旋涂和烘干步驟3～4次，最后將NiO前驅(qū)體溶膠薄膜連同襯底Si片進(jìn)行燒結(jié)，得到在襯底表面的摻雜Zn離子的納米NiO薄膜；

步驟3)：制備p-Si/NiO∶Zn異質(zhì)結(jié)電極：利用帶有叉指鏤空結(jié)構(gòu)的模板，采用磁控濺射法在NiO薄膜表面制備Ag電極；將鍍有Ag電極的p-Si片放入管式爐中，通入含有氫氣和氬氣的混合氣體，在350～400℃溫度下退火后，自然冷卻至室溫，最終得到基于p-Si/NiO∶Zn異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電探測材料。

2.如權(quán)利要求1所述的基于p-Si/NiO∶Zn異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電探測材料的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中四水合醋酸鎳與二水合醋酸鋅的摩爾比為(98∶2)～(95∶5)；乙醇胺溶液與四水合醋酸鎳的摩爾比為1∶1。

3.如權(quán)利要求1所述的基于p-Si/NiO∶Zn異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電探測材料的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中磁力攪拌前加熱至60℃。

4.如權(quán)利要求1所述的基于p-Si/NiO∶Zn異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電探測材料的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中的襯底Si片使用前須經(jīng)過清洗：首先利用洗滌劑作初步清洗，超聲10～15分鐘后吹干；然后用氨水、雙氧水和去離子水的混合溶液清洗表面的有機(jī)物，超聲10～15分鐘后吹干，其中，氨水、雙氧水與去離子水體積比為1∶1∶5；最后用濃鹽酸、雙氧水和去離子水的混合溶液清除表面的金屬離子，超聲10～15分鐘后吹干，其中，濃鹽酸、雙氧水與去離子體積比為1∶1∶5。

5.如權(quán)利要求4所述的基于p-Si/NiO∶Zn異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電探測材料的制備方法，其特征在于，所述氨水、雙氧水和去離子水的混合溶液中，氨水、雙氧水與去離子水的體積比為1∶1∶5；濃鹽酸、雙氧水和去離子水的混合溶液中，濃鹽酸、雙氧水與去離子的體積比為1∶1∶5或1∶2∶5。

6.如權(quán)利要求1所述的基于p-Si/NiO∶Zn異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電探測材料的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中低速旋涂的轉(zhuǎn)速為500～600轉(zhuǎn)/分鐘，旋涂時間為10～15秒；高速旋涂的轉(zhuǎn)速為2000～3000轉(zhuǎn)/分鐘，旋涂時間為30～35秒；烘干是在60～80℃下烘20～30min；燒結(jié)的溫度為450～500℃，燒結(jié)的時間為1.5～2h。

7.如權(quán)利要求1所述的基于p-Si/NiO∶Zn異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電探測材料的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中模板上的叉指鏤空結(jié)構(gòu)為0.5×0.5cm的正方形叉指結(jié)構(gòu)；Ag電極的有效面積為0.16cm²，Ag電極的厚度為20～30nm。

8.如權(quán)利要求1所述的基于p-Si/NiO∶Zn異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光電探測材料的制備方法，其特征在于，所述步驟3)中的混合氣體中的氫氣的體積百分比為5％，氬氣的體積百分比為95％；退火時間為30分鐘。