[發(fā)明專利]一種紫外輻射劑量監(jiān)測器及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210270566.0
• 申請日: 2022-03-18
• 公開（公告）號: CN114784190A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高旭;殷子懿;王穗東;朱晨輝;徐建龍;仲亞楠
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/46;H01L51/48;G01J1/42
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257
• 代理人: 張榮

本發(fā)明所述的紫外輻射劑量監(jiān)測器，下電極作為輔助電極協(xié)同器件工作，用于控制有機(jī)半導(dǎo)體層和絕緣層中的電場；絕緣層阻隔了下電極與有機(jī)光致變色材料?聚合物復(fù)合膜層的聯(lián)通，避免在上電極組間溝道內(nèi)的載流子流至下電極；上電極組控制有機(jī)光致變色材料?聚合物復(fù)合膜層和有機(jī)半導(dǎo)體層的電場；有機(jī)光致變色材料?聚合物復(fù)合膜層作為介電層，器件工作時，遇紫外光照射，有機(jī)光致變色材料結(jié)構(gòu)等性質(zhì)改變，存儲電荷，使上電極組間的傳輸電流發(fā)生改變，而在波長大于紫外線的光照下，或在黑暗條件下，電流不發(fā)生改變，上電極之間溝道電流的變化與紫外輻射劑量一一對應(yīng)，可直接反映紫外輻射的累積量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種紫外輻射劑量監(jiān)測器及制備方法。

背景技術(shù)

信息時代的到來催生了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。開發(fā)新型的電子器件以用于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，成為當(dāng)今電子信息技術(shù)的重要組成部分，也是目前最重要的基礎(chǔ)學(xué)術(shù)研究熱點(diǎn)與前沿之一。新穎的可穿戴電子設(shè)備在健康防護(hù)、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域展現(xiàn)出極大的應(yīng)用潛力和價值，尤其隨著人們健康和環(huán)保意識的日益增強(qiáng)，監(jiān)控人體生理信號和紫外輻射、空氣質(zhì)量等環(huán)境信號的可穿戴電子設(shè)備越來越受到人們的青睞?？纱┐麟娮幼贤廨椛鋭┝勘O(jiān)測器可以個性化地記錄紫外輻射劑量，為使用者提供更準(zhǔn)確的參考信息以防過量紫外線的傷害，對保障生命健康有重要意義。

現(xiàn)有的可穿戴紫外監(jiān)測設(shè)備主要分為光電傳感器和基于光致色變材料的監(jiān)測設(shè)備兩種。光電傳感器將紫外輻射轉(zhuǎn)化為電信號，多以無機(jī)半導(dǎo)體為主要材料，通過帶隙寬度與所測光子能量接近的半導(dǎo)體來篩選和鑒別紫外光。基于光致色變材料的監(jiān)測設(shè)備中的分子會因紫外輻射累積而發(fā)生變化，從而產(chǎn)生光吸收曲線的改變，通過顏色改變來判斷有無光照。

光電傳感器只能探測到瞬時紫外輻射強(qiáng)度，但無法直接記錄紫外輻射的累積量，難以反映紫外輻射對人體造成的持續(xù)影響，而如果通過頻繁采樣的方法積分測算輻射劑量，又有功耗大、精度低、處理設(shè)備復(fù)雜等缺點(diǎn)。基于光致色變材料的監(jiān)測設(shè)備常因變色區(qū)域不在可見光范圍內(nèi)或變化程度過小，需要借助分光光度計才能探查到，致使設(shè)備的便攜性大大降低，而即使是可見的顏色變化，又受制于人眼辨別能力，精度有限，標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中精度低、功耗大的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種紫外輻射劑量監(jiān)測器，包括：

柔性襯底層；

下電極，緊固連接于所述柔性襯底層上表面，用于控制有機(jī)半導(dǎo)體層和絕緣層中的電場；

所述絕緣層，緊固連接于所述下電極上表面，所述絕緣層面積小于所述下電極面積，所述絕緣層用于阻隔所述下電極與有機(jī)光致變色材料-聚合物復(fù)合膜層的聯(lián)通；

所述有機(jī)光致變色材料-聚合物復(fù)合膜層，緊固連接于所述絕緣層上表面，所述有機(jī)光致變色材料-聚合物復(fù)合膜層作為介電層，遇紫外光照射，存儲電荷，使上電極組間的傳輸電流發(fā)生改變，而在波長大于紫外線的光照下或黑暗條件下，電流不發(fā)生改變；

有機(jī)半導(dǎo)體層，緊固連接于所述有機(jī)光致變色材料-聚合物復(fù)合膜層上表面，用于控制載流子的流動，產(chǎn)生可調(diào)節(jié)、可變化的電流；

所述上電極組，包括第一上電極與第二上電極，所述第一上電極緊固連接于所述有機(jī)半導(dǎo)體層上表面，所述第二電極的下表面分別與所述下電極和所述有機(jī)半導(dǎo)體層的上表面緊固連接，所述上電極組用于控制所述有機(jī)光致變色材料-聚合物復(fù)合膜層和所述有機(jī)半導(dǎo)體層的電場。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述有機(jī)光致變色材料和聚合物的復(fù)合材料為螺吡喃-聚(2-乙烯基萘)復(fù)合膜材料。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述柔性襯底層為PET、PI、PEN中的一種或帶有氧化硅層的重?fù)诫s硅片。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述下電極為金、鋁、銅金屬薄膜中的一種、ITO透明電極或有機(jī)材料石墨烯。