[發明專利]一種石墨烯/硫化鉛紅外探測器及其制備方法

在審

• 申請號: 202010026016.5
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111129198A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 冷重錢;申鈞;聶長斌;張之勝;楊俊;湯林龍;馮雙龍;魏興戰;史浩飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院重慶綠色智能技術研究院
• 主分類號: H01L31/09
• 分類號: H01L31/09;H01L31/032;H01L31/18
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所(普通合伙) 11308
• 代理人: 熊傳亞

1.一種石墨烯/硫化鉛紅外探測器，其特征在于，包括襯底，所述襯底向上依次覆蓋有石墨烯薄膜、金屬電極、硫化鉛種子層、硫化鉛納米晶薄膜層；其中，所述石墨烯薄膜上兩端各鋪設有一個所述金屬電極。

2.根據權利要求1所述的紅外探測器，其特征在于，所述金屬電極與所述襯底間鋪設1-3層石墨烯薄膜。

3.根據權利要求1所述的紅外探測器，其特征在于，所述金屬電極包括金、銀、鉻/金、鉻/銀；其中，含鉻的復合金屬電極，鉻位于石墨烯薄膜之上，金或銀薄膜位于鉻之上。

4.根據權利要求1所述的紅外探測器，其特征在于，所述硫化鉛種子層是由大小為1-10nm量子點構成的薄膜，所述硫化鉛種子層的厚度為8-16nm。

5.根據權利要求1所述的紅外探測器，其特征在于，所述硫化鉛納米晶薄膜層是由粒徑為50-500nm的納米晶體構成的薄膜，所述硫化鉛納米晶薄膜的厚度為70-150nm。

6.一種石墨烯/硫化鉛紅外探測器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)制備石墨烯薄膜并將其轉移至潔凈的襯底上；

(2)在石墨烯薄膜表面沉積金屬并圖形化，形成金屬電極；

(3)石墨烯薄膜的圖案化；

(4)在所述石墨烯薄膜表面和所述金屬電極表面制備硫化鉛種子層；

(5)基于所述硫化鉛種子層的輔助，制備硫化鉛納米晶薄膜層。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中采用化學氣相沉積法在銅上制備石墨烯薄膜，通過PMMA將所述石墨烯薄膜從銅箔轉移至所述襯底上。

8.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中通過磁控濺射得到連續金屬薄膜，基于雙層膠剝離工藝進行結構化得到所述金屬電極，具體步驟如下：

首先在所述石墨烯薄膜旋涂雙層光刻膠，曝光顯影留下膠結構，然后濺射沉積金屬薄膜，利用丙酮去除光刻膠，光刻膠表面的金屬一并剝離掉，最終形成金屬電極。

9.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中制備硫化鉛種子層的方法包括：旋涂法、侵涂法、滴涂法。

10.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中制備硫化鉛納米晶薄膜層的具體方法如下：

將乙酸鉛、硫脲、檸檬酸鈉、氫氧化鈉溶于水中，配置成前驅體溶液，然后將所述前驅體溶液轉移至水浴鍋內，通過化學水浴法制備得到硫化鉛納米晶薄膜。