[發明專利]一種基于鈣鈦礦薄膜的可見光條紋相機光陰極制備方法

有效

• 申請號: 201910014051.2
• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN109742239B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 黎宇坤;李晉;陳韜;鄧克立;楊品;楊志文;胡昕;王強強;袁錚;曹柱榮
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48;G03B39/00
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 翟長明;韓志英

本發明公開了一種基于鈣鈦礦薄膜的可見光條紋相機光陰極制備方法。該光陰極由帶成像狹縫的光陰極支架、透明導電襯底和鈣鈦礦薄膜組成；制備方法具體為：將能夠自支撐的透明導電襯底粘貼于光陰極支架的成像狹縫上，再采用旋涂法在導電襯底上旋涂BX₂溶液，加熱去除溶劑形成BX₂薄膜，在BX₂薄膜上再旋涂AX溶液，退火后在導電襯底上獲得鈣鈦礦ABX₃薄膜，完成制備。本發明采用鈣鈦礦ABX₃薄膜作為可見光光陰極材料，光電轉換量子效率和探測靈敏度高，在大氣環境下穩定性好。同時，本發明的基于鈣鈦礦薄膜的可見光條紋相機光陰極制備方法步驟簡單，可在大氣環境下完成，無需使用高真空設備進行光陰極的制備以及與條紋相機變象管整體封裝。

技術領域

本發明屬于可見光光陰極及其制備領域，具體涉及一種基于鈣鈦礦薄膜的可見光條紋相機光陰極制備方法。

背景技術

可見光光陰極是一種將可見光信號轉換為電子信號的光電轉換器件，由光陰極支架、透明導電襯底和光電轉換材料構成。可見光光陰極是光學條紋相機的核心元件，在高速攝影、爆轟物理、高壓物理以及弱光探測等有重要的應用。

現有的用于可見光條紋相機的光陰極普遍采用雙堿（Sb-Rb-Cs，Sb-K-Cs）、多堿（Sb-Na-K-Cs）或者無機半導體（GaAs、InGaAs、CdTe）等材料作為光電轉換材料，這些材料均在可見光波段具有很高的光電轉換量子效率和響應靈敏度。但是，這些材料在大氣下會迅速氧化，導致光電轉換特性退化而無法使用，因此現有的可見光光陰極需要通過在高真空環境下鍍膜或外延生長的方式制備，還需要真空下與條紋變象管進行整體封裝，整套工藝設備都十分復雜，制造成本很高。

鈣鈦礦薄膜材料作為近年來崛起的新型光電材料，在近紅外到紫外光波段具有優良的光電特性，在太陽能電池和發光二極管領域取得了很大進展，也開始應用于可見光探測器的研制。相對于傳統的可見光光陰極材料，鈣鈦礦薄膜同時具備光電轉換量子效率高和性能穩定、制備方便的有點，但尚未有將鈣鈦礦薄膜應用于可見光條紋相機光陰極制作的報道。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于鈣鈦礦薄膜的可見光條紋相機光陰極制備方法。

本發明的基于鈣鈦礦薄膜的可見光條紋相機光陰極制備方法包括以下步驟：

a.提供一塊帶成像狹縫的光陰極支架；

b.提供一塊能夠自支撐的透明導電襯底，粘貼在步驟a的光陰極支架的成像狹縫上，透明導電襯底與光陰極支架形成歐姆接觸；

c.在步驟b的透明導電襯底的表面上，旋涂BX₂溶液，然后加熱去除溶劑，得到BX₂薄膜；

d.在步驟c獲得的BX₂薄膜上，旋涂AX溶液，然后整體進行退火處理，獲得所需的鈣鈦礦ABX₃薄膜。

所述的步驟a中，光陰極支架的材料為無磁不銹鋼；成像狹縫的長度范圍為10mm~100mm，寬度范圍為0.05mm~2mm。

所述的步驟b中，透明導電襯底的材料為導電玻璃ITO或有機導電薄膜PEDOT:PSS中的一種或兩種的組合；透明導電襯底的厚度范圍為0.1μm ~1000μm。

所述的步驟b中，透明導電襯底的大小能完全覆蓋光陰極支架的成像狹縫。

所述的步驟c中，BX₂溶液中的溶質BX₂，B為Pb²⁺或Sn²⁺二價金屬陽離子中的一種，X為鹵族元素陰離子中的一種或多種的組合；BX₂溶液中的溶劑為N,N-二甲基甲酰胺DMF、γ-丁內酯GBL或二甲基亞砜DMSO中的一種或多種的組合。