[發明專利]一種基于光路調控實現光譜可調的光電探測器

有效

• 申請號: 202110575302.1
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113328039B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 黃江;范青山;竇子凡;王美玲
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/48;G01V8/10
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 朱丹

1.一種基于光路調控實現光譜可調的光電探測器，其特征在于：所述光電探測器包括三個模塊，分別為光路調控裝置，鈣鈦礦光電探測器和TFT背板；其中光路調控裝置由反射單元和外部控制單元組成，外部控制單元通過磁場或電場的變化控制反射單元自由轉動、使反射單元將光源光線以不同的角度折射到鈣鈦礦光電探測器上，作為入射光線。

2.根據權利要求1所述的一種基于光路調控實現光譜可調的光電探測器，其特征在于：所述外部控制單元通過電場的變化控制反射單元自由轉動時，外部控制單元采用驅動電路、反射單元采用DMD芯片，所述DMD芯片包括0.33英寸、0.47英寸。

3.根據權利要求1所述的一種基于光路調控實現光譜可調的光電探測器，其特征在于：所述外部控制單元通過磁場的變化控制反射單元自由轉動時，外部控制單元為磁場發生裝置、包括通電螺線管，反射單元采用磁化的反射鏡片；

反射鏡片的磁化方式包括以下幾種方式：

方式一：通過在鏡片的背面涂敷一層軟磁材料的磁粉；

方式二：通過在鏡片的背面固定一層軟磁材料的金屬薄片。

4.根據權利要求1所述的一種基于光路調控實現光譜可調的光電探測器，其特征在于：所述鈣鈦礦光電探測器結構自上而下依次為玻璃基板、透明導電電極層、空穴傳輸層、鈣鈦礦敏感層、電子傳輸層、空穴阻擋層和金屬電極層。

5.根據權利要求4所述的一種基于光路調控實現光譜可調的光電探測器，其特征在于：所述鈣鈦礦敏感層的厚度為200-300nm、鈣鈦礦敏感層的能帶差為0.1-1eV，材料組分包括：

材料1：化學式為ABM₃的典型鹵素鈣鈦礦材料；

材料2：化學式為ABM¹_x'M²_3-x'的鹵素替代固溶體鈣鈦礦材料，其中的取值范圍為0＜x'＜3；

材料3：化學式為A¹_xA²_1-xBM的一價陽離子替代的鈣鈦礦材料，其中x的取值范圍為0＜x＜1；

材料4：化學式為AB¹_xB²_1-xM的金屬替代固溶體鈣鈦礦材料；其中x的取值范圍為0＜x＜1；

材料5：二維鈣鈦礦材料，包括缺陷型二維鈣鈦礦；

材料6：上述5類鈣鈦礦材料中幾種材料的混合物。

6.根據權利要求4所述的一種基于光路調控實現光譜可調的光電探測器，其特征在于：所述玻璃基板包括柔性襯底或者剛性襯底。

7.根據權利要求4所述的一種基于光路調控實現光譜可調的光電探測器，其特征在于：通過將Rhodamine B摻雜到鈣鈦礦里面配成混合溶液，將鈣鈦礦活性層旋涂為厚膜。

8.根據權利要求1所述的一種基于光路調控實現光譜可調的光電探測器，其特征在于：所述TFT背板由多層不同形狀的薄膜疊加而成，包括柵極層、絕緣層、半導體層、源漏電極層、鈍化層。

9.根據權利要求8所述的一種基于光路調控實現光譜可調的光電探測器，其特征在于：所述TFT背板位于鈣鈦礦光電探測器底部，包括與鈣鈦礦光電探測器連接的接口。

10.根據權利要求4所述的一種基于光路調控實現光譜可調的光電探測器，其特征在于：包括以下制備方法，

S1：在帶有透明導電電極層的玻璃基板上旋涂一層空穴傳輸層PEDOT:PSS，退火備用；

S2：稱量一定摩爾比的甲胺鉛碘和甲胺鉛溴配制所需鹵化物混合比例的鈣鈦礦前驅體溶液；

S3：將配好的鈣鈦礦前軀體溶液涂于空穴傳輸層上；

S4：在鈣鈦礦敏感層上旋涂一層電子傳輸層PC₆₁BM；

S5：在電子傳輸層PC₆₁BM上依次蒸鍍空穴阻擋層和金屬電極層；

S6：將制備好的鈣鈦礦光電探測器，光路調控裝置和TFT背板，整合在支撐裝置上，其中鈣鈦礦光電探測器的金屬電極和透明導電電極與TFT背板模塊的源漏極相連，玻璃基板面朝上，光源通過光路調控裝置中的反射單元透過玻璃基板照射在鈣鈦礦光電探測器上。