[發明專利]納米材料修飾透光薄膜的光電探測器及其制備方法

有效

• 申請號: 202110190212.0
• 申請日: 2021-02-18
• 公開（公告）號: CN112928174B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 曹陽;王晨鳳;陳浩
• 申請（專利權）人: 北京信息科技大學
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L31/032;H01L31/09;H01L31/18;B82Y30/00
• 代理公司: 北京市中聞律師事務所 11388
• 代理人: 馮夢洪

一種納米材料修飾透光薄膜的光電探測器，能夠顯著提高光電探測器的性能，制備簡單、成本低廉，在實際應用中具有廣闊前景。包括：中空凹槽結構、透光薄膜、第一納米材料層、第二納米材料層、沉積電極；透光薄膜的上、下表面分別設置第一納米材料層、第二納米材料層，沉積電極在第二納米材料層的下表面，然后將透光薄膜固定于中空凹槽結構上，從而使透光薄膜處于懸浮狀態；入射光線依次經過第一納米材料層、透光薄膜、第二納米材料層、沉積電極。還提供了制備方法。

技術領域

本發明屬于光電子和納米材料的技術領域，尤其涉及一種納米材料修飾透光薄膜的光電探測器，以及該納米材料修飾透光薄膜的光電探測器的制備方法。

背景技術

碳基薄膜，例如石墨烯薄膜、碳納米管薄膜，都具有從紫外至太赫茲波段的超寬譜光吸收特性，因此，碳基薄膜可以作為寬譜光電探測器的光敏材料。但是，由于碳基薄膜自身的光吸收率不高，并且載流子壽命較短等原因，導致碳基薄膜的光電探測器性能不高。

近年來，納米光電材料迅速崛起，納米光電材料具有高光吸收率、高內量子效率等性質，因此，用納米光電材料修飾到碳基薄膜表面，可以提高碳基薄膜的光電探測器性能。目前，國內外已報道的納米光電材料修飾碳基薄膜的光電探測器，都是使用納米光電材料修飾碳基薄膜的一個表面，這只能利用納米光電材料吸光一次，光電探測器性能提升有限。

發明內容

為克服現有技術的缺陷，本發明要解決的技術問題是提供了一種納米材料修飾透光薄膜的光電探測器，其能夠顯著提高光電探測器的性能，制備簡單、成本低廉，在實際應用中具有廣闊前景。

本發明的技術方案是：這種納米材料修飾透光薄膜的光電探測器，包括：中空凹槽結構、透光薄膜、第一納米材料層、第二納米材料層、沉積電極；

透光薄膜的上、下表面分別設置第一納米材料層、第二納米材料層，沉積電極在第二納米材料層的下表面，然后將透光薄膜固定于中空凹槽結構上，從而使透光薄膜處于懸浮狀態；

入射光線依次經過第一納米材料層、透光薄膜、第二納米材料層、沉積電極。

本發明的透光薄膜的上、下表面分別設置第一納米材料層、第二納米材料層，沉積電極在第二納米材料層的下表面，然后將透光薄膜固定于中空凹槽結構上，從而使透光薄膜處于懸浮狀態，入射光線依次經過第一納米材料層、透光薄膜、第二納米材料層、沉積電極，因此能夠實現既利用入射面上的納米材料(第一納米材料層)吸收入射光，又能利用透射面上的納米材料(第二納米材料層)吸收透射光，實現了兩次光吸收，顯著提高光電探測器的性能，并且制備簡單、成本低廉，在實際應用中具有廣闊前景。

還提供了這種納米材料修飾透光薄膜的光電探測器的制備方法，其包括以下步驟：

(1)在RGO薄膜的上表面、下表面，分別滴涂濃度為0.2mg/mL的二硫化鉬MoS₂納米片分散液75μL，制得MoS₂納米片雙面修飾RGO的具有MoS₂-RGO-MoS₂結構的復合薄膜；

(2)采用真空熱蒸鍍的方法，通過掩模，在MoS₂-RGO-MoS₂復合薄膜表面沉積Au叉指電極；

(3)將沉積電極后的薄膜固定于絕緣的中空凹槽上，使薄膜處于懸浮狀態；

(4)用銀膠將叉指電極的兩端與銅線結合，以進行電測量，測量探測性能時，入射光從無叉指電極面入射。

附圖說明

圖1為根據本發明的納米材料修飾透光薄膜的光電探測器的結構示意圖。

圖2示出了波長405nm光照下RGO光電探測器和MoS₂-RGO-MoS₂光電探測器的響應率對比。