[發(fā)明專利]一種基于撓曲電效應(yīng)的自供電型光電探測(cè)器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110270098.2
• 申請(qǐng)日: 2021-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN113046693A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 溫崢;姜植崢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C14/08
• 分類號(hào): C23C14/08;C23C14/16;C23C14/18;C23C14/28;C23C14/35;C30B23/02;C30B29/22;C30B29/24
• 代理公司: 青島高曉專利事務(wù)所(普通合伙) 37104
• 代理人: 付麗麗

1.一種基于撓曲電效應(yīng)的自供電型光電探測(cè)器，其特征在于，包括自下而上設(shè)置的基底、底電極、撓曲電功能層和頂電極，基底為雙面透光的襯底材料，基底、底電極、撓曲電功能層的晶格常數(shù)依次遞增，底電極是能夠在基底上外延生長的導(dǎo)電層，撓曲電功能層具有撓曲電性質(zhì)且與基底之間能夠產(chǎn)生應(yīng)變梯度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于撓曲電效應(yīng)的自供電型光電探測(cè)器，其特征在于，底電極與基底之間的晶格失配度在0％-1.5％，撓曲電功能層與基底之間的晶格失配度在1.5％-7％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于撓曲電效應(yīng)的自供電型光電探測(cè)器，其特征在于，基底選用氧化鋅、硅片、ITO玻璃或其它單晶氧化物，底電極為SrRuO₃、LaNiO₃、LaSrMnO₃或CaCeMnO₃，撓曲電功能層為SrTiO₃、LaFeO₃、BiFeO₃中的一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于撓曲電效應(yīng)的自供電型光電探測(cè)器，其特征在于，基底選用晶格常數(shù)為的雙拋LaAlO₃，底電極選用晶格常數(shù)為的LaNiO₃金屬氧化物薄膜，撓曲電功能層選用晶格常數(shù)為的LaFeO₃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于撓曲電效應(yīng)的自供電型光電探測(cè)器，其特征在于，撓曲電功能層厚度為10-50nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于撓曲電效應(yīng)的自供電型光電探測(cè)器，其特征在于，撓曲電功能層厚度為30nm。

7.一種基于撓曲電效應(yīng)的自供電型光電探測(cè)器的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

(1)在雙拋基底上用脈沖激光法沉積導(dǎo)電層，導(dǎo)電層晶格常數(shù)略大于基底，且能夠在基底上外延生長；

(2)在導(dǎo)電層上采用脈沖激光法沉積功能層，功能層晶格常數(shù)大于底電極，且與基底之間能夠產(chǎn)生應(yīng)變梯度；

(3)在功能層上采用磁控濺射法沉積頂電極。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于撓曲電效應(yīng)的自供電型光電探測(cè)器的制備方法，其特征在于，導(dǎo)電層的制備方法包括：

(1)固相合成法制備LaNiO₃靶材：將La₂O₃和Ni₂O₃放入球磨罐中，添加80-120mL無水乙醇作為球磨介質(zhì)，在球磨機(jī)中球磨24小時(shí)，轉(zhuǎn)速為120-180r/min，球磨結(jié)束后烘干，得到干燥的粉體，再經(jīng)充分研磨后放于箱式爐中，1200℃燒結(jié)6小時(shí)，得到LaNiO₃粉體，使用聚乙烯醇水溶液對(duì)粉體進(jìn)行造粒，得到粒度均勻和流動(dòng)性好的造粒粉體，將造粒粉體加入模具中，在20Mpa的壓強(qiáng)下壓制成形，置于箱式爐中，1300℃燒結(jié)8小時(shí)，得到LaNiO₃靶材；

(2)制備LaNiO₃底電極：然后將LaAlO₃基底置于真空腔室內(nèi)，控制氧分壓為5Pa，溫度為650℃，激光能量密度控制在2.5J/cm²，頻率在2Hz，制備出LaNiO₃底電極。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于撓曲電效應(yīng)的自供電型光電探測(cè)器的制備方法，其特征在于，功能層的制備方法包括：

(1)固相合成法制備LaFeO₃靶材：將La₂O₃和Fe₂O₃放入球磨罐中，添加80-120mL無水乙醇作為球磨介質(zhì)，在球磨機(jī)中球磨24小時(shí)，轉(zhuǎn)速為120-180r/min，球磨結(jié)束后烘干得到干燥的粉體，再經(jīng)充分研磨后放于箱式爐中，1200℃燒結(jié)6小時(shí)，得到LaFeO₃粉體，使用聚乙烯醇水溶液對(duì)粉體進(jìn)行造粒，得到粒度均勻和流動(dòng)性好的造粒粉體，將造粒粉體加入模具中，在20Mpa的壓強(qiáng)下壓制成形，置于箱式爐中，1300℃燒結(jié)8小時(shí)，得到LaFeO₃靶材；(2)然后將具有LaNiO₃底電極的樣品置于真空腔室內(nèi)，控制氧分壓力為5Pa，溫度為700℃，激光能量密度為1.875J/cm²，激光頻率為5Hz，制備出LaFeO₃薄膜。