[發明專利]波長可選擇的光電探測器及系統

在審

• 申請號: 202011091090.1
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112216798A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 金華伏安光電科技有限公司
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及波長可選擇的光電探測器及系統，主要涉及光電探測器技術領域。本申請提供的波長可選擇的光電探測器包括：基底、鈣鈦礦層、熱膨脹材料、傳輸層、貴金屬層、第一電極和第二電極；由于該鈣鈦礦層的錐形孔中填充有熱膨脹材料，使得可以通過調節該探測器的測量溫度，改變該鈣鈦礦層的錐形孔的橫截面積，即可以改變本申請提供的探測器對共振波長的選擇，從而實現對該錐形孔的調控，改變該探測器的探測波長范圍；另外，由于該錐形孔的存在，基于尖端效應，該鈣鈦礦層和該貴金屬層中可以聚集更多能量，以提高通過該探測器的光子傳輸速率，提高該探測器探測光子的靈敏度。

技術領域

本發明涉及光電探測器技術領域，主要涉及一種波長可選擇的光電探測器及系統。

背景技術

光電探測器在軍事和國民經濟的各個領域有廣泛用途。在可見光或近紅外波段主要用于生物傳感、射線測量和探測、工業自動控制、光度計量等。光電探測器能把光信號轉換為電信號。

根據器件對輻射響應的方式不同或者說器件工作的機理不同，光電探測器可分為兩大類：一類是光子探測器；另一類是熱探測器。光子探測器對光輻射的波長有選擇，但是近紅外波段的光信號探測率較低；熱探測器基于材料吸收了光輻射能量后溫度升高，從而改變了它的電學性能，但是對光輻射的波長無選擇性。

因此，現有技術中的光電探測器在工作的時候，存在近紅外波段的光信號探測率較低和光輻射的波長無選擇性的問題。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述現有技術中的不足，提供一種波長可選擇的光電探測器及系統，以解決現有技術中光電探測器在工作的時候，存在近紅外波段的光信號探測率較低和光輻射的波長無選擇性的問題。

為實現上述目的，本發明實施例采用的技術方案如下：

第一方面，本申請提供一種波長可選擇的光電探測器，光電探測器包括：基底、鈣鈦礦層、熱膨脹材料、傳輸層、貴金屬層、第一電極和第二電極；鈣鈦礦層設置在基底的一側，鈣鈦礦層遠離基底的一側設置有多個錐形孔，且錐形孔靠近基底一側的橫截面面積小于遠離基底一側的橫截面面積，錐形孔中填充有熱膨脹材料；傳輸層設置在鈣鈦礦層遠離基底的一側，貴金屬層包括多個貴金屬長條，多個貴金屬長條相互平行設置在傳輸層遠離基底的一側，第一電極和第二電極分別設置在貴金屬層遠離基底一側的兩端。

可選的，該傳輸層的材料為二維材料層。

可選的，該鈣鈦礦層的厚度為200納米-400納米。

可選的，該鈣鈦礦層遠離基底的一側周期設置有多個錐形孔。

可選的，該錐形孔的形狀為圓錐形孔、方形錐孔、六邊形錐形孔中任意一種。

可選的，該貴金屬層上的貴金屬長條之間的空隙間距為2納米-20納米。

可選的，該貴金屬層兩個相鄰的貴金屬長條之間的空隙中有一個的投影與鈣鈦礦層的錐形孔的尖的位置重合。

可選的，該貴金屬層的厚度為20納米-60納米。

可選的，該貴金屬層上的貴金屬長條的形狀為長方體金屬結構或者橢圓柱金屬結構。

第二方面，本申請提供一種波長可選擇的光電探測系統，光電探測系統包括：電源和第一方面任意一項的光電探測器，電源的正極和負極分別與光電探測器的第一電極和第二電極電連接。

本發明的有益效果是：