[發明專利]一種ZnO/Ti3

有效

• 申請號: 202011164466.7
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112382686B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 季小紅;曹發
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01L31/09
• 分類號: H01L31/09;H01L31/0328;H01L31/18
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本發明公開了一種ZnO/Ti₃C₂T_x線形紫外探測器及其制備方法。該方法包括：在襯底上采用垂直提拉的方法制備氧化鋅凝膠層；對所述氧化鋅凝膠層采用退火處理，制備得到ZnO層；在ZnO層的表面上用垂直提拉的方法制備Ti₃C₂T_x層；對ZnO層和Ti₃C₂T_x層上分別刷銀漿，在保護氣氛下進行退火處理，形成歐姆接觸，得到所述ZnO/Ti₃C₂T_x線形紫外探測器。本發明提供的ZnO/Ti₃C₂T_x線形紫外探測器，采用類金屬導電性的二維Ti₃C₂T_x納米片修飾ZnO提升了器件的響應度和外量子效率，可應用在光開關和圖像傳感器領域。

技術領域

本發明屬于無機材料器件制造工藝領域，具體涉及一種ZnO/Ti₃C₂T_x線形紫外探測器及其制備方法。

背景技術

在紫外探測領域，目前已經投入應用的是光電倍增管和硅基紫外光電管。光電倍增管需要在高電壓下工作，而且體積笨重，易損壞，對于實際應用有一定的局限性。硅基紫外光電管需要附帶濾波片，這增加了器件制備的復雜性，使得器件造價昂貴。基于第三代半導體的紫外探測器，由于其本身禁帶寬度較大，在紫外探測過程中，可以避免可見光的干擾，避免了附帶濾波片的使用。

氧化鋅作為第三代寬禁帶半導體的典型代表，在紫外探測領域展現出了很大的應用潛力，但是本征氧化鋅半導體載流子濃度較低，導電性較差，光生電子空穴濃度較少，很難實現高效率的紫外光探測，于是通過不同材料的修飾在光照下提升本征半導體光生電子空穴濃度，以提升其光探測能力，例如，貴金屬的修飾等。近期研究發現二維Ti₃C₂T_x材料也具有等離子共振效應，例如，Dhinesh等人(Dhinesh et al.Advanced materials(2019)，doi.org/10.1002/adma.201807658)報道Ti₃C₂T_x材料可以用在等離子體光探測領域。復旦大學方曉生組在銅襯底上生長了BiOCl納米片，然后旋涂Ti₃C₂T_x納米片，通過氧化鋅納米點的修飾，增強了器件的紫外探測性能(Ouyang et al.Advanced electronic materials，2020，6，2000168)，但是薄膜器件的制備尺寸，以及制備過程都相對復雜，另外，目前關于將Ti₃C₂T_x材料與氧化鋅復合，利用其等離子體共振效應為半導體提供電子的研究很少。因此，一種簡單可行的制備高性能紫外探測器的方法是當前研究工作的重點內容。

發明內容

為了克服現有技術存在的上述不足，本發明的目的是提供一種ZnO/Ti₃C₂T_x線形紫外探測器及其制備方法。

本發明的目的在于通過在玻璃纖維絲表面用Ti₃C₂T_x材料去修飾氧化鋅薄膜，通過Ti₃C₂T_x表面等離子體共振效應增加紫外探測器的探測性能。

本發明提供的ZnO/Ti₃C₂T_x線形紫外探測器及其制備方法是一種基于半導體薄膜和二維材料復合的紫外探測器的制造方法。

本發明的目的至少通過如下技術方案之一實現。