[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于介電層響應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)管光電探測(cè)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110062343.0
• 申請(qǐng)日: 2021-01-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112909116B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梅安意;韓宏偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L31/101
• 分類(lèi)號(hào): H01L31/101;H01L31/0216
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專(zhuān)利中心 42201
• 代理人: 尹麗媛;李智

1.一種基于介電層響應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)管光電探測(cè)器，其特征在于，包括柵極、光電響應(yīng)復(fù)合介電層、載流子傳輸層、源極和漏極；其中，所述光電響應(yīng)復(fù)合介電層由光電響應(yīng)介質(zhì)和電荷阻擋絕緣介質(zhì)復(fù)合而成；

所述光電響應(yīng)介質(zhì)用于在光照下吸光產(chǎn)生電子、空穴或激子，所述電荷阻擋絕緣介質(zhì)用于限制電子、空穴、激子的通過(guò)；所述復(fù)合而成的光電響應(yīng)復(fù)合介電層的結(jié)構(gòu)滿足：所述電荷阻擋絕緣介質(zhì)將所述電子、空穴或激子限制在所述光電響應(yīng)介質(zhì)內(nèi)，從而使得所述電子、空穴或激子無(wú)法離開(kāi)所述光電響應(yīng)復(fù)合介電層，進(jìn)一步使得所述電子、空穴或激子無(wú)法進(jìn)入所述場(chǎng)效應(yīng)管光電探測(cè)器的其它組成部分；

所述載流子傳輸層用于傳輸電子或空穴，所述光電響應(yīng)復(fù)合介電層中光生電子、空穴或激子的產(chǎn)生以及其被限制在光電響應(yīng)介質(zhì)中的移動(dòng)導(dǎo)致光電響應(yīng)復(fù)合介電層等效介電常數(shù)的變化，進(jìn)而引起載流子傳輸層載流子濃度的變化與導(dǎo)電性的變化，根據(jù)光照前后源極和漏極之間電流的變化實(shí)現(xiàn)光電探測(cè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于介電層響應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)管光電探測(cè)器，其特征在于，所述柵極、所述光電響應(yīng)復(fù)合介電層和所述載流子傳輸層依次層疊，所述源極和所述漏極間隔設(shè)置在所述載流子傳輸層的表面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于介電層響應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)管光電探測(cè)器，其特征在于，所述柵極和所述介電層層疊設(shè)置，所述源極和所述漏極間隔設(shè)置在所述介電層的表面，所述載流子傳輸層設(shè)置在所述源極和所述漏極周?chē)?/p>

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于介電層響應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)管光電探測(cè)器，其特征在于，所述光電響應(yīng)復(fù)合介電層的結(jié)構(gòu)為：電荷阻擋絕緣介質(zhì)層/光電響應(yīng)介質(zhì)層/電荷阻擋絕緣介質(zhì)層三明治結(jié)構(gòu)，或者由所述三明治結(jié)構(gòu)構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于介電層響應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)管光電探測(cè)器，其特征在于，所述光電響應(yīng)復(fù)合介電層的結(jié)構(gòu)為：所述光電響應(yīng)介質(zhì)團(tuán)簇在所述電荷阻擋絕緣介質(zhì)中的隨機(jī)分散結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于介電層響應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)管光電探測(cè)器，其特征在于，所述光電響應(yīng)復(fù)合介電層的結(jié)構(gòu)為：三明治結(jié)構(gòu)和隨機(jī)分散結(jié)構(gòu)的組合結(jié)構(gòu)，其中，所述三明治結(jié)構(gòu)為電荷阻擋絕緣介質(zhì)層/光電響應(yīng)介質(zhì)層/電荷阻擋絕緣介質(zhì)層三明治結(jié)構(gòu)，所述隨機(jī)分散結(jié)構(gòu)為所述光電響應(yīng)介質(zhì)團(tuán)簇在所述電荷阻擋絕緣介質(zhì)中的隨機(jī)分散結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的一種基于介電層響應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)管光電探測(cè)器，其特征在于，所述光電響應(yīng)介質(zhì)選自：硅、鍺、硒單質(zhì)半導(dǎo)體材料，砷化鎵GaAs、硫化鉛PbS、溴鉛銫CsPbBr₃鈣鈦礦化合物半導(dǎo)體材料，碘鉛甲胺MAPbI₃鈣鈦礦、碘錫甲脒FASnI₃鈣鈦礦、二-四丁銨-雙(異硫氰基)雙(2,2’-聯(lián)吡啶-4,4’二羧基)釕有機(jī)無(wú)機(jī)雜化材料，以及富勒烯及衍生物、聚3-己基噻吩、蒽、三苯胺有機(jī)材料。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的一種基于介電層響應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)管光電探測(cè)器，其特征在于，所述電荷阻擋絕緣介質(zhì)選自：氧化硅，氧化鋁，氧化鋯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚苯乙烯，聚乙二醇，以及聚乙烯吡咯烷酮。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的一種基于介電層響應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)管光電探測(cè)器，其特征在于，所述載流子傳輸層選自：硅，砷化鎵，氮化鎵，氧化鋅，鹵化物鈣鈦礦，富勒烯衍生物，聚三芳胺，以及Spiro-MeOTAD。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的一種基于介電層響應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)管光電探測(cè)器，其特征在于，所述柵極、所述源極和所述漏極分別獨(dú)立的選自：金屬材料，重?fù)诫s高導(dǎo)電半導(dǎo)體材料，以及碳材料。